Автоматизация технологической подготовки производства ОАО «Мотор Сич» в среде АСТПП на базе комплекса TechCard/Search

Введение

Постановка задачи

Основные принципы построения АСТПП

Структура и функции АСТПП

Состав комплекса технических средств АСТПП

Статья посвящена описанию основных результатов создания и внедрения автоматизированной системы технологической подготовки производства на ОАО «Мотор Сич» на базе комплекса TechCard/Search (ОДО «ИНТЕРМЕХ»). В статье содержатся: постановка задачи, основные принципы создания и состав комплекса средств автоматизации (КСА), сведения о функциональности и структуре системы, а также основные направления ее развития.

Введение

В настоящее время перед предприятиями наукоемкого машиностроения стоит задача освоения производства нового поколения техники, что диктует необходимость внедрения принципиально новых интегрированных компьютерных технологий подготовки производства, основанных на принципах непрерывной информационной поддержки изделия на протяжении всего жизненного цикла.

В ОАО «Мотор Сич» на протяжении нескольких десятилетий ведется целенаправленная работа по внедрению интегрированных компьютерных технологий в производство авиационных двигателей и товаров народного потребления.

Основными направлениями работы в настоящее время являются:

• развитие системы автоматизированного проектирования (САПР) авиадвигателей, расширение ее функциональных возможностей за счет включения сложных специальных систем расчета и моделирования;
• развитие автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП);
• развитие системы управления предприятием (АСУП) на основе решений SAP;
• создание и развитие интегрированной системы поддержки изделия в эксплуатации;
• системная интеграция указанных систем и формирование интег­рированного информационного пространства предприятия.

Цель данной работы — показать основные результаты внедрения автоматизированной системы технологической подготовки производства в ОАО «Мотор Сич».

Постановка задачи

Специфика технологической подготовки производства авиационных двигателей состоит в необходимости совмещения подготовки производства с выпуском товарной продукции, что, в свою очередь, требует четкого планирования и соблюдения сроков разработки технологической и производственной документации, минимизации сроков проектирования и изготовления технологической оснастки, подбора и применения средств УПТО и УСП.

Основными элементами технологической подготовки производства, подлежащими автоматизации, являются:

• проработка конструкторской документации на технологичность;
• формирование межцехового маршрута обработки деталей:
• подбор заготовки и расчет расхода материала;
• разработка технологического маршрута, подбор оборудования, технологической оснастки;
• разработка заказов, согласование графиков ТПП и проектирование средств технологического оснащения;
• подготовка заказов, согласование, разработка и внедрение управляющих программ для оборудования с ЧПУ;
• разработка комплекта технологических документов на изготовление, сборку, испытание изделий в соответствии с требованиями ЕСТД и авиационных правил;
• согласование обработки деталей с ведущими подразделениями по видам обработки;
• внедрение технологических процессов, оформление актов о внедрении;
• разработка и утверждение про­из­водственно-контрольной документации, такой как:

- технологические паспорта,

- журналы учета и контроля,

- дела изделий и узлов;

• централизованное управление данными технологической подготовки производства и подготовка информации для АСУП.

Таким образом, общей целью работ по автоматизации ТПП является сокращение сроков и затрат технологической подготовки производства авиационных двигателей за счет комплексной автоматизации элементов ТПП.

Основные принципы построения АСТПП

Построение и внедрение сложной многоуровневой системы автоматизации ТПП требует создания комплекса средств автоматизации (КСА) и системы подготовки персонала.

Необходимость непрерывной подготовки персонала определяется как развитием комплекса средств автоматизации, так и естественным процессом смены персонала системы. В ОАО «Мотор Сич» успешно функционирует система непрерывной подготовки персонала, которая в настоящее время включает и подготовку персонала АСТПП. При этом немалую роль играет система материального поощрения, призванная стимулировать персонал при внедрении новых средств автоматизации ТПП.

Общими требованиями, предъявляемыми к системе в целом, являются:

• комплексность — обеспечение технической и организационной возможности автоматизации всех элементов ТПП;
• инвариантность по отношению к виду и форме представления исходных данных;
• гибкость при выполнении проектных процедур и управлении данными;
• открытость к адаптации, модернизации компонентов и интеграции со смежными системами САПР, АСУТП и АСУП.

Создание комплекса средств автоматизации АСТПП диктует необходимость создания и согласования всех его компонентов, основными из которых являются:

• организационное обеспечение;
• техническое обеспечение;
• программное обеспечение;
• информационное обеспечение;
• методическое обеспечение.

Основными принципами, определяющими правила создания и согласования компонентов КСА, являются:

• адекватность средств автоматизации решаемой задаче;
• взаимная совместимость компонентов КСА;
• соответствие компонентов КСА требованиям действующей нормативной документации;
• открытость компонентов КСА модернизации и адаптации к условиям предприятия.

Структура и функции АСТПП

Основной задачей АСТПП является комплексная автоматизация всех элементов технологической подготовки производства. Для решения этой задачи система должна обладать следующими функциями:

• автоматизированная разработка межцеховых маршрутов;
• автоматизированное проектирование технологических процессов (включая проработку на технологичность и разработку технологической документации);
• автоматизированный учет материалов и трудовое нормирование;
• автоматизированное проектирование средств технологического оснащения (СТО);
• автоматизированная разработка управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ;
• централизованное управление данными ТПП.

Указанные функции подлежат реализации в рамках существующей организационной структуры служб подготовки производства. Упрощенная функциональная схема АСТПП приведена на рис. 1.

Рис. 1. Упрощенная функциональная схема АСТПП

Структура системы определяется требованиями к ее функциональности. АСТПП включает следующие структурные компоненты:

• систему автоматизированного проектирования технологических процессов в составе:

- системы разработки межцеховых маршрутов,

- системы разработки технологической документации,

- системы расчета трудовых нормативов,

- системы материального нормирования;

• систему автоматизированного проектирования СТО в составе:

- САПР металлургической оснастки,

- САПР приспособлений,

- САПР инструмента и средств измерительной техники (СИТ);

• систему автоматизированной подготовки управляющих программ для оборудования с ЧПУ основного производства;
• систему автоматизированной подготовки управляющих программ для оборудования с ЧПУ вспомогательного производства;
• системы управления данными и документацией ТПП.

Состав комплекса технических средств АСТПП

Организационное и методическое обеспечение системы

Организационное обеспечение — это совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности персонала в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности системы.

Методическое обеспечение системы — это совокупность документов, устанавливающих технологию функционирования, методы выбора и применения пользователем технологических приемов для получения конкретных результатов.

Нормативная документация, регламентирующая функционирование элементов АСТПП в ОАО «Мотор Сич», насчитывает несколько десятков стандартов предприятия и технологических инструкций. Кроме того, отдельные процедуры, выполняемые средствами АСТПП, регламентируются стандартами, непосредственно не входящими в систему организационного и методического обеспечения. Комплекс нормативных документов системы непрерывно дополняется и совершенствуется. В настоящее время основными документами организационного и методического обес­печения системы являются:

• инструкция о порядке управления доступом к электронным документам в системе технического электронного документо­оборота на базе PDM Search;
• порядок разработки, согласования и утверждения безбумажных подлинников технологических документов в системе TechCard;
• учет конструкторской документации в системе Search;
• порядок работы пользователей в системе TechCard при разработке комплекта технологических документов на ТП;
• порядок работы пользователей в системе TechCard при проверке, согласовании и утверждении комплекта технологических документов на ТП;
• порядок работы пользователей в системе TechCard при создании операций, выполняемых на станках с ЧПУ;
• порядок работы пользователей в системе TechCard при создании операционных эскизов вставкой растрового изображения;
• порядок работы пользователей в системе TechCard при создании автоматных операций;
• порядок работы пользователей в модуле АРМ нормировщика системы TechCARD при создании и подписании ТНК, созданной в существующем ТП;
• порядок переноса архива электронной документации СТО в среду PDM Search.

Техническое обеспечение системы

Техническое обеспечение АСТПП — это совокупность технических средств, используемых при функционировании системы.

Основу комплекса технических средств АСТПП составляют:

• центральный сервер системы технического электронного документооборота на базе кластера НР;
• рабочие станции персонала АСТПП в цехах основного и вспомогательного производства в количестве 412 единиц;
• рабочие станции персонала АСТПП в управлении главного технолога в количестве 251 единицы;
• активное и пассивное сетевое оборудование, обеспечивающее пропускную способность корпоративной вычислительной сети предприятия на уровне не менее 100 Мбит/с;
• инженерная система Ос й  TDS422, применяемая в конструкторских отделах УГТ для получения бумажных и электронных копий КД СТО.

Программное обеспечение системы

Программное обеспечение системы включает универсальные и специальные программные комплексы как собственной разработки, так и представленные на рынке ПО. Основой системы является система TDM/PDM Search, разработанная минским ОДО «ИТЕРМЕХ».

Система Search предназначена для создания и ведения архива технической документации предприятия и управления его документооборотом. Важнейшей ее особенностью является то, что параллельно с архивом документов в Search ведется база данных изделий, выпускаемых и используемых на предприятии, включая информацию о составе и применяемости этих изделий. Модули управления проектами и маршрутизации документов позволяют организовать коллективную работу над проектами: календарное планирование работ по проекту, выдачу заданий и контроль их исполнения, автоматизацию процедур согласования и утверждения документов. Таким образом, Search обеспечивает возможности, предоставляемые обычно несколькими классами систем:

• собственно системами управления документами (в западной терминологии —Technical Data Management, TDM);
• системами управления данными об изделиях (Product Data Management, PDM);
• системами маршрутизации документов и заданий (Workflow);
• системами управления проектами (Project Management).

В соответствии с требованиями п. 2.8 ГОСТ 2.501-88 электронный архив Search представляет собой базу данных, в которой система хранит документы и информацию, необходимую для их идентификации и поиска, — обозначение, наименование, формат и т.д. Для упорядочения документов по их статусу, типу и другим признакам Search обеспечивает гибкую модель электронного архива, в которой весь архив предприятия строится из необходимого количества архивов различного назначения и статуса.

Рис. 2. Дерево состава ротора компрессора изделия ТЗ3-117ВМА-СБМ1 с комплектами ТД в системе Search

Конструкторские документы (спецификации, чертежи, 3D-модели и др.), занесенные в архив, служат источником информации, которую Search использует для ведения базы данных изделий, выпускаемых и применяемых на предприятии, а также взаимосвязи между этими изделиями. На основе этой базы данных Search позволяет получать:

• состав изделия с предоставлением полного списка используемых в изделии узлов и деталей и их количества на данное изделие (рис. 2);
• применяемость изделия в других изделиях;
• полный комплект документации на изделие, включая документы на входящие в него узлы и детали;
• наглядную графическую визуализацию состава и применяемости изделия в виде схемы связей.

Каждый документ в архиве имеет электронную карточку подписей, в которой Search фиксирует, кто, когда и в какой должности подписал данную версию документа (рис. 3). Автоматизация процедур согласования и утверждения документов обеспечивается путем их рассылки по соответствующим маршрутам различным пользователям для сбора подписей. Внутренний механизм электронных подписей Search при необходимости может быть легко интегрирован с различными системами электронной цифровой подписи, поддерживающими Microsoft Crypto API, например с системой «КриптоПро», сертифицированной Службой специальной связи и информации при Федеральной службе охраны Российской Федерации.

Рис. 3. Карточка электронных подписей комплекта ТД в системе Search

Система обеспечивает проведение изменений утвержденных документов с выпуском извещения об изменении (ИИ), утверждением данного ИИ со сбором необходимых подписей и сохранением в архиве предыдущих версий документов. Также обеспечивается работа с предварительными извещениями (ПИ) и предложениями об изменениях (ПР).

Основой системы автоматизированного проектирования технологических процессов является интегрированный с системой Search комплекс программных средств TechCard. Система TechCard предназначена для комплексной автоматизации проектирования технологической документации на машиностроительных предприятиях, использующих в производстве продукции различные виды работ и соответственно проектирующих комплекты технологической документации.

Система TechCard позволяет:

• создавать любые новые и редактировать имеющиеся формы бланков технологической документации;
• включать в состав одного бланка текст и графические изображения;
• управлять оформлением и выводом на печать документов;
• осуществлять поддержку нескольких видов производства;
• сопровождать базу данных для различных видов производства с возможностью графической иллюстрации классификаторов, справочников и сценариев;
• создавать и сопровождать технологические таблицы и формулы для их последующего использования в автоматизированных расчетах при проектировании технологических процессов;
• создавать графические библиотеки типовых элементов (техпроцессов), стандартных нормализованных деталей с обеспечением редактирования любых текстовых полей из базы данных;
• создавать расцеховочный маршрут на обработку изделия;
• проектировать технологический процесс обработки детали в диалоговом режиме с расчетом заготовок, режимов обработки и нормированием для различных видов производства, используя базы данных, типовые техпроцессы, формулы и таблицы;
• оперативно настраивать вид и состав комплекта технологических документов для различных видов производства;
• обеспечивать взаимосвязь с системой ведения архива конструкторской документации Search для организации и ведения архива технологических документов;
• обеспечивать взаимосвязь с системой разработки конструкторской документации CADMECH для проектирования и оформления операционных эскизов и карт наладок.

Продолжение в следующем номере

САПР и графика 7`2009