2 - 2009

Опыт использования CAD/CAM/CAPP ADEM на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

В.А. Шакшина

…можно по-разному применять на конкретном производстве
возможности ADEM, на МРК они используются ВСЕ!

Из отзыва генерального директора
ООО «Уральское отделение АДЕМ»
В.Н.Богомолова

ОАО «ММК» — флагман российской металлургии — в условиях жесткой конкуренции успешно решает важные задачи, позволяющие предприятию занимать достойное место на рынке металла: внедрение систем менеджмента качества (СМК), техническое перевооружение производства и внедрение наукоемких технологий, внедрение информационной системы управления предприятием.

ЗАО «Механоремонтный комплекс», обеспечивающее ремонт оборудования комбината, а в ближайшем будущем — производитель оборудования, ставит перед собой такие же задачи. В ЗАО «МРК» уже функционирует СМК, в стадии выполнения программа технического перевооружения завода. Очередной задачей является внедрение информационной системы управления предприятием «Галактика». При этом задача автоматизации работ технологического отдела ПТЦ завода является ключевой, поскольку на выходе процесса разработки технологии (техпроцессов) появляются данные для других смежных подразделений предприятия: ППО, ОМТС, бухгалтерии, финансово-экономического отдела и др.

Знакомство специалистов МРК с CAD/CAM/CAPP ADEM и опытно-промышленная эксплуатация системы на этом предприятии начались в 2004 году.

На первых этапах освоения системы в течение пяти дней в лаборатории МСТ ЦТЛ работали специалисты группы компании ADEM, которые разработали постпроцессоры к станкам ROBOFIL и MIKRON. Специалистами лаборатории в течение мая было создано более 20 управляющих программ к станкам ROBOFIL и MIKRON. Опробованы модули 2D- и 3D-моделирования, проверена совместимость АDЕМ с AutoCAD с привлечением специалистов отдела АСУ и связи. За исключением мелких замечаний, АDЕМ позволяет решать задачи ЛаМСТ. Более глубокая адаптация программного обеспечения к условиям завода началась уже в ходе заключения контракта на приобретение первых рабочих мест системы. Надо отдать должное специалистам МРК: после опытно-промышленной эксплуатации они не стали осторожничать, а заключили двухгодичный контракт с ООО «Уральское отделение АДЕМ» на поставку и внедрение системы практически во все технологические подразделения МРК. Целью столь широкого охвата являлось объединение в единое информационное пространство потоков данных конструкторско-технологической подготовки производства. Учитывая наличие в составе ADEM модуля ADEM Vault (Архив), такое объединение стало вполне возможным, и о реализации этого события было доложено через два года на городской конференции «Автоматизация конструкторских и технологических работ» на базе ЗАО «МРК».

В конференции приняли участие не только специалисты МРК, но и представители других предприятий и учебных учреждений города: «ММК-Метиз», «Ремстроймаш», МГТУ им. Г.И.Носова, ПУ № 97. Свое желание участвовать в конференции высказали и специалисты «Уральской кузницы» из Чебаркуля. Конференция стала итоговым мероприятием в рамках двухлетней Программы автоматизации подразделений проектно-технологического центра (ПТЦ) ЗАО «МРК».

Пример объемной модели изделия ПТЦ (балка шкворневая)

Пример объемной модели изделия ПТЦ (балка шкворневая)

Открывая конференцию, начальник ПТЦ С.Н.Фастовцов отметил, что проведение автоматизации инженерных работ стало требованием времени и насущной необходимостью. Интенсивное развитие на рубеже веков основного потребителя нашей продукции, ОАО «ММК», связанное с модернизацией имеющегося оборудования и пуском новых агрегатов, повлекло за собой более высокие требования к качеству изготавливаемых цехами завода изделий. Сроки конструкторско-технологической подготовки производства и изготовления изделий стали иметь решающее значение. Программа автоматизации подразделений ПТЦ, утвержденная директором ЗАО «МРК» В.В.Бахметьевым в июле 2004 года, определила первоочередные задачи коллектива специалистов.

Основными итогами выполнения этой программы стали:

  • почти 100-процентное оснащение специалистов ПТЦ автоматизированными рабочими местами;
  • подключение к корпоративной сети предприятия с выходом в Интернет;
  • использование лицензионного программного обеспечения ADEM, APM WinMachine, SOLIDCast и LVMFlow;
  • организация электронного архива документации на сервере ПТЦ;
  • организация лаборатории САПР, обеспечивающей процесс автоматизации.

В докладах специалистов ПТЦ были отражены результаты использования персонального компьютера и специального программного обеспечения для решения задач конструкторско-технологической подготовки производства: проектных работ, моделирования изделий и технологических процессов, разработки комплекта документации и управляющих программ к станкам с ЧПУ. На конкретных примерах были показаны преимущества электронного документооборота, комплексного подхода к решению задач технологической подготовки производства в системе ADEM — базовом продукте выполненной программы. Расширение возможностей ADEM с помощью ПО APM WinMachine, SOLIDCast и LVMFlow позволяет решать широкий спектр задач, стоящих перед специалистами ПТЦ. Об использовании этого программного обеспечения при разработке литейных технологий доложил инженер лаборатории литья И.В.Кривенков. В результате практического применения программ анализа литейных процессов не только усовершенствованы технологические процессы и конструкции технологической оснастки, но и значительно снижен брак в ФЛЦ, что регулярно подтверждается производственными отчетами; сократились затраты на освоение новых видов отливок. При моделировании литейных процессов используются трехмерные модели деталей, разработанные в среде АDЕМ.

Главным итогом выполнения программы автоматизации стало получение экономического эффекта — не только условного, не поддающегося оценке в рублях, но и прямого, подтвержденного производственными отчетами. Например:

«В связи с повышением требований СМК к технологической документации возрастает трудоемкость ее разработки. Дополнительные работы технолога, ранее не выполнявшиеся, увеличивающие трудоемкость разработки документации:

  • указание в технологических процессах схем базирования заготовок — 5%;
  • указания в технологических процессах по технике безопасности  — 5%;
  • разработка технологии сборочных работ — 10%;
  • разработка карт технического контроля — 8%;
  • указания по метрологическому обеспечению — 15%;
  • указания по режущему инструменту — 10%;
  • ввод данных в систему «Галактика» — 7%;
  • cуммарный рост трудоемкости работ технолога — 60%.

Для выполнения всех указанных работ необходимо увеличение численности технологической службы или повышение производительности труда технологов.

Численность персонала по штатному расписанию технологического отдела ПТЦ  — 106 человек.

Расчетное увеличение численности персонала технологического отдела: 106х60/100 = 64 чел. (при сохранении производительности труда технолога).

Предлагается повысить производительность труда технолога за счет использования персональных компьютеров и специального программного обеспечения АDЕМ.

Условное сокращение численности персонала при этом составит 64 чел .

Дополнительно после выполнения программы фактическое сокращение персонала:

  • группа восстановления документации (переписчики) — 3 чел.;
  • нормировщики в механических цехах — 3 чел.

Суммарное фактическое сокращение персонала  — 6 чел.

Всего расчетное сокращение численности — 70 чел.

Расчетная средняя заработная плата специалиста — 10 500 руб.

Расчетное снижение фонда заработной платы: 70x10500x12 = 8 820 000 руб.

Затраты на выполнение программы компьютеризации — 16 992 500 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений: 16 992 500 / 8 820 000 = 1,93 года.

Таким образом, внедрение ПО для 100 (!) рабочих мест окупится менее чем через 2 года».

Специалисты ПТЦ ставят задачу автоматизировать все работы, связанные с технологической подготовкой производства и поддающиеся автоматизации, то есть те, которые можно описать четким алгоритмом.

Пример объемной модели изделия ПТЦ (полуколесо червячное)

Пример объемной модели изделия ПТЦ (полуколесо червячное)

В числе ближайших задач ПТЦ в области автоматизации — поиск и внедрение программных продуктов для разработки технологии термической обработки, разработка постпроцессоров к станкам с ЧПУ под программу обновления станочного парка завода и освоение инженерных расчетов, которые послужат базой для работы над повышением стойкости и надежности деталей и узлов.

Доклады специалистов ПТЦ вызвали живой интерес у гостей конференции, было задано немало вопросов. Уникальный опыт автоматизации инженерных работ на ремонтном предприятии (существующие системы автоматизированного проектирования ориентированы на предприятия машиностроения) очень ценен и несомненно будет востребован. Учебные учреждения, участвовавшие в конференции, приняли решение внести обучение работе в ADEM в свои учебные программы.

Расскажем вкратце о внедренной на МРК системе.

CAD/CAM/CAPP ADEM — глубоко интегрированная система, условно разделенная на три основных модуля.

Конструкторское проектирование

С целью организации единого информационного пространства ПТЦ часть лицензий АDЕМ технологических отделов была передана сначала на опытную эксплуатацию, а затем и для работы в плановом порядке в КБ № 2 ПКО. Опытная эксплуатация программного обеспечения АDЕМ подтвердила целесообразность использования системы в подразделениях ПКО. Применение АDЕМ для выполнения конструкторских задач позволяет устранить ошибки и снизить издержки производства уже на этапе проектирования. Например, при модернизации привода 10-тонного ковша для цеха изложниц специалисты КБ № 2 ПКО обнаружили, что центр тяжести заполненного ковша находится выше оси цапф, что не допускается правилами техники безопасности, то есть еще при проектировании ковша была допущена ошибка.

Модель (сборка) ковша

Модель (сборка) ковша

Обнаружены ошибки в чертежах деталей колошниковой защиты по заказу НТМК. Ошибки были устранены заказчиком до выполнения работ по технологической подготовке производства.

Трехмерное моделирование позволило разработать технологию исправления нескольких дефектных тюбингов и других деталей, которые иначе были бы забракованы.

Трехмерное моделирование изделий в процессе определения возможности изготовления их в условиях завода позволяет еще до заключения договоров устранить ошибки в чертежах изделий и уточнить их массу.

Управляющие программы для станков с ЧПУ могут создаваться на основе как плоских эскизов, так и объемных моделей

Управляющие программы для станков с ЧПУ могут создаваться на основе как плоских эскизов, так и объемных моделей

В соответствии с графиком выполнения работ были поставлены лицензии ADEM CAPP, позволяющие выполнять автоматизированную разработку технологической документации. В настоящее время специалисты технологических отделов ПТЦ разрабатывают документацию ADEM и формируют электронный архив заказов на сервере ПТЦ.

Создание управляющих программ для оборудования с ЧПУ

ADEM CAM (технологическая часть) — подготовка управляющих программ для плоскостной и объемной (до 5х) обработки деталей:

  • плоское фрезерование 2x-2,5x;
  • объемное фрезерование 3x-5x;
  • токарная обработка;
  • электроэрозия 2x-4x.

Система включает трехмерный симулятор обработки, а также генератор постпроцессоров, позволяющий адаптировать систему к любой стойке ЧПУ.

Для разработки постпроцессоров к имеющимся на заводе и покупаемым станкам с ЧПУ в рамках программы автоматизации приобретен генератор постпроцессоров ADEM GPP, проведено обучение специалистов лаборатории САПР работе с генератором постпроцессоров. Это позволило разрабатывать постпроцессоры к любым станкам с ЧПУ силами лаборатории САПР. В результате в кратчайшие сроки были разработаны постпроцессоры к станкам:

  • ROBOFIL 6020 (ЦРМО-2);
  • 1740 ПФ3 (механический цех);
  • 16М30 (механический цех);
  • 1516 Ф3 (механический цех);
  • FKSRS (механический цех);
  • CFKW (механический цех);
  • РК-220 (механический цех);
  • РТ-755 (механический цех).

Акты внедрения постпроцессоров хранятся в лаборатории САПР.

Проектирование технологических процессов и подготовка полных комплектов конструкторской и технологической документации

Модуль ADEM CAPP позволяет проектировать технологические процессы для различных видов производства, таких как механообработка, сборка, сварка, гальваника, покраска, штамповка, термообработка и др., в том числе типовые техпроцессы. Яркой особенностью модуля является его адаптивность под условия конкретного предприятия, то есть наличие открытой среды разработчика, позволяющей настроить систему для автоматического выпуска документации для любого технологического процесса не только по ЕСТД, но и на бланках предприятия. Система включает полный классификатор операций, большую базу (свыше 5 тыс. единиц) оборудования, приспособлений и другого технологического оснащения. Кроме того, система позволяет подключать внешние электронные базы данных в любом формате и внешние исполняемые модули (программы), чтобы поместить результат их работы в формируемую документацию. Модуль осуществляет расчет режимов резания и нормирование по принятым на конкретном предприятии внутризаводским методикам. Он предоставляет возможность формировать различные ведомости и отчеты, а также передавать данные во внешние системы управления предприятием.

Структурное дерево техпроцесса с ADEM CAPP

Структурное дерево техпроцесса с ADEM CAPP

Архив

Наличие русскоязычной версии, поддержка стандартов ЕСКД и ANSI, многофункциональность системы, интуитивно понятный интерфейс делают возможным применение ADEM как в КБ, так и непосредственно на производстве. Внедрение ADEM обеспечивает конструкторам и технологам предприятия общее решение проблем проектирования и подготовки производства.

Преимуществом системы ADEM является комплексный подход к решению задач. Другими словами, система ADEM позволяет сформировать единое информационное пространство на предприятии. Немаловажное значение имеет и то, что система ADEM разработана и развивается российской группой компаний ADEM, филиалы которой расположены в Москве, Ижевске и Томске, а региональный представитель ООО «Уральское отделение АДЕМ» находится в Екатеринбурге. Это позволяет оперативно решать все возникающие вопросы, участвовать в ежегодных форумах пользователей ADEM с целью обмена опытом, а также в формировании планов развития системы. На рынке САПР сегодня большой выбор систем, возможностей которых вполне достаточно для выполнения проектных работ уровня нашего ПКО. Так зачем «завязываться» на западные разработки в условиях непростой политической обстановки в мире, тем более сейчас, когда Россия считается одной из самых динамично развивающихся стран? Многие российские предприятия из различных отраслей уже сориентировались в ситуации и стали пользователями системы ADEM.

Пример сформированного технологического документа

Пример сформированного технологического документа

Конечно, на предприятии есть специалисты, привыкшие использовать другое ПО и не желающие перемен. В качестве аргументов противники ADEM называют проблемы при обмене файлами ADEM с другими программными продуктами, при этом умалчивая о качестве и происхождении этих программных продуктов. На практике же обмен файлами ADEM с лицензионными САПР, например LVMFlow и SOLIDCast, применяемыми у нас на предприятии, происходит абсолютно корректно. Понятно, что и с файлами программных продуктов Autodesk, если система лицензионная, принципиальных проблем нет, поскольку ADEM и продукты Autodesk используют одно и то же математическое ядро ACIS. Коллективу, конечно, еще долго придется работать с чертежами сторонних организаций, выполненными в «пиратских» САПР, и проблемы еще долго будут оставаться. Выход, однако, видится в организации работ по конвертации файлов сторонних организаций в КБ № 1 ПКО, функцией которого является информационное обеспечение.

Взаимодействие с КИС «Галактика»

Информация о сырье, используемом в производстве, оборудовании и нормативах их применения, содержащаяся в разработанных ПТЦ технологических процессах, является входными данными для КИС «Галактика». Специалистами лаборатории САПР была поставлена задача разработки конвертора для автоматической выгрузки данных из электронного архива АDЕМ для системы «Галактика». Специалистами ООО «Уральское отделение АДЕМ» разработан программный модуль, выполняющий эту функцию. Информация из разработанных в АDЕМ технологических процессов выгружается автоматически. Функции ведения и синхронизации справочников двух систем выполняет лаборатория САПР ПТЦ. По результатам выгрузки информации формируются отчеты:

  • «Перечень заказов, на которые сформированы маршрутные карты»;
  • «Перечень заказов, на которые не заведена материальная ценность в системе “Галактика”»;
  • «Перечень заказов, на которые не сформированы маршрутные карты — не найдено оборудование»;
  • «Перечень заказов, на которые не сформированы маршрутные карты — не найдена технологическая операция».

Отчеты размещены на внутреннем сайте ЗАО «МРК» или на сервере ПТЦ и служат информацией для оперативной работы.

Ряд российских предприятий заинтересовался опытом проведения комплексной автоматизации инженерного труда в ЗАО «МРК». Компанию посетили специалисты ОАО «Чепецкий механический завод» (г.Глазов). Больше всего их заинтересовали электронный архив технологической документации и его администрирование, разработка управляющих программ к станкам с ЧПУ, взаимодействие систем АDЕМ и «Галактика» (технологи ЧМЗ являются пользователями ADEM с 1998 года).

В 2008 году состоялись взаимные командировки специалистов МРК и ОАО «Мотор Сич» (Запорожье). Конструкторы ОГТ «Мотор Сич» тоже давние пользователи ADEM CAD, однако технологические модули ADEM они еще не оценили в полной мере.

Руководство ЗАО «МРК», отдел АСУ и связи, производственный отдел — усилиями многих специалистов  комплекса коллективу ПТЦ удалось в короткий срок совершить кардинальные преобразования в системе конструкторско-технологической подготовки и практически создать базу для мощного инжиниринга.

В результате выполнения программы автоматизации, благодаря поддержке руководства завода и специалистов ЦИТ, технологи ПТЦ уверенно выходят в число лидеров в области использования САПР.

 

По материалам отчетов начальника лаборатории САПР ЗАО «МРК» ММК

В начало В начало

САПР и графика 2`2009