Внедрение сквозной системы автоматизации проектирования и технологической подготовки производства корпусной мебели

Павел Бунаков

С течением времени изменяются требования к автоматизации проектирования и технологической подготовки производства во всех отраслях промышленности. Еще несколько лет назад актуальной была задача автоматизации отдельных подразделений и видов проектных работ. Это привело к появлению большого количества программ, весьма эффективно автоматизирующих отдельные этапы жизненного цикла изделий, но информационно не связанных между собой. Сегодня для абсолютного большинства руководителей и специалистов очевидно, что потенциал подобных решений исчерпан, и на повестке дня стоит вопрос организации комплексной автоматизированной системы. Именно сквозная автоматизация является ключевой проблемой в организации эффективной инженерно­технической деятельности.

Варианты интеграции

Любое предприятие имеет определенную историю автоматизации, что выражается в применении некоторого набора привычных программных продуктов. Для перехода к сквозной автоматизации возможны два основных подхода: либо создать некоторую программную надстройку и организовать обмен информацией на уровне форматов данных, либо установить комплексную систему, имеющую необходимый функционал.

В первом случае возникает проблема корректной передачи информации между программами. Прямую конвертацию, как правило, реализовать проблематично, а конвертация через стандартные форматы обмена данными во многих случаях приводит к потере части информации. Кроме того, сквозная автоматизация предполагает создание информационной инфраструктуры, связывающей системы проектирования и планирования, обеспечивая доступность и актуальность информации в режиме реального времени. Программную надстройку теоретически можно создать, но ее практическая реализация потребует слишком больших затрат, поскольку она будет уникальной, рассчитанной на конкретное предприятие, а следовательно, дорогой. Помимо этого изменения в прикладных программах повлекут за собой необходимость ее доработки, что потребует новых, достаточно серьезных расходов.

Гораздо перспективнее установить комплексное программное решение, работающее в едином информационном пространстве. Сегодня большинство разработчиков САПР предлагают CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM­решения, фактически переходя в статус системных интеграторов в сфере автоматизации проектно­производственной деятельности предприятий. Такой подход гораздо более перспективен, требует меньших затрат и гораздо проще в сопровождении.

Комплексная автоматизация и мебельные предприятия

Общие тенденции развития автоматизации не обходят стороной и мебельную промышленность. Характерной ее особенностью является большое количество предприятий, относящихся к категории среднего и малого бизнеса. Даже флагманы мебельной отрасли сложно отнести к очень крупным предприятиям. В большинстве случаев они не имеют финансовой возможности внедрять дорогостоящие решения для автоматизации.

Тем не менее именно для мебельных предприятий внедрение комплексных САПР является одним из главных факторов поступательного  развития бизнеса. Особенно ярко это проявилось в годы кризиса, когда мебельщики были вынуждены сокращать объемы производства и численность персонала. И сейчас в условиях посткризисного развития и высокой вероятности новых кризисов преимущества имеют те предприятия, которые твердо придерживаются курса на автоматизацию проектирования и модернизацию производства, поскольку без активного использования информационных технологий невозможно обеспечить свою конкурентоспособность. В определенном смысле можно считать, что кризис пошел на пользу, поскольку у многих изменилось отношение к автоматизации: решения о внедрении принимаются только в отношении тех систем, которые действительно обеспечивают ощутимый результат. А это недорогие системы, охватывающие все этапы проектирования, технологической подготовки и производства корпусной мебели.

Сценарии внедрения

Российским мебельщикам хорошо известно одно из таких решений — система БАЗИС — реально работающее отраслевое программное решение для мебельной промышленности. Оно оптимальным образом отвечает всем требованиям, предъявляемым к программному обеспечению для комплексной автоматизации со стороны как малого мебельного бизнеса, так и крупных производителей.

Анализ опыта внедрения системы БАЗИС на мебельных предприятиях показывает, что в основном оно идет по одному из двух сценариев. В первом случае автоматизация начинается с конструкторско­технологических подразделений и производства. Это позволяет достаточно быстро (от трех до восьми месяцев) окупить инвестиции в САПР и начать получать прибыль. В процессе работы накапливается библиотека моделей, на основании которой можно создавать электронные каталоги. По мере развития сети сбыта продукции предприятие переходит к автоматизации мебельных салонов, уже имея модели всего номенклатурного ряда изделий. По этому сценарию автоматизировались такие известные мебельные бренды, как «Бора­Мебель» (г.Лермонтов), BRAVOCucine (г.Казань), КА 2 (г.Рязань), Artmobila (г.Кишинев).

 Во втором случае автоматизация начинается с мебельных салонов, что позволяет увеличить количество клиентов за счет возможности быстрого формирования виртуальных интерьеров. Предоставление полной визуальной информации о будущем заказе, учет особенностей помещения при расстановке мебели, реализация пожеланий относительно конструкции и цветофактурных решений мебели — все это позволяет «удержать» потенциального клиента. Этим достигается увеличение количества выпускаемой продукции. Для формирования электронных каталогов — основы автоматизации продажи мебели — приобретается минимальный комплект системы БАЗИС, достаточный для проектирования моделей. Когда обработка возросшего потока заказов осложняется, принимается решение о внедрении САПР в проектные и производственные подразделения. Этот сценарий выбирают компании, имеющие широкую дилерскую сеть, например «Алеанд» (г.Миасс), «Мебельщик» (г.Калининград), «Пруссия» (г.Домодедово), «Мебель Макс» (г.Волгоград). 

Трудно сказать, какой из сценариев более эффективен. Всё зависит от начальных условий, существующих на момент принятия решения о внедрении САПР. В любом случае развивающееся предприятие через определенное время понимает ограниченность локального подхода и приходит к выводу о необходимости комплексной автоматизации. Поскольку программная платформа не изменяется, а система БАЗИС изначально построена по модульному принципу, расширение области применения САПР происходит естественно, без серьезных организационно­технических проблем.

Специфика мебельной автоматизации

Современные требования потребителей к мебельным изделиям определяются двумя основными параметрами: индивидуальностью проекта и высоким качеством изделий. С точки зрения автоматизации мебельных предприятий это требует разработки эффективных программ для решения двух основных задач:

• непосредственное включение заказчика в жизненный цикл мебельных изделий на его начальном этапе, как источника исходной информации;
• включение в общее информационное пространство высокопроизводительного оборудования с ЧПУ, широко используемого на предприятиях.

Автоматизация дизайна

В системе БАЗИС первая задача, то есть создание дизайн­проекта, решается в модуле БАЗИС­Салон. Основная цель, поставленная при его разработке, состояла в том, чтобы дизайнер или менеджер мебельного салона, профессия  которых не предполагает наличия специальной инженерной подготовкой и знания организационно­технологических особенностей производства на конкретном предприятии, могли не только смоделировать помещение заказчика и расставить в нем мебель, но и сформировать корректное производственное задание.

Функционал модуля позволяет моделировать следующие операции:

• разработка дизайна интерьера помещения с учетом его архитектурно­строительных особенностей и с использованием одного или нескольких предварительно подготовленных электронных каталогов моделей предметов корпусной мебели и элементов интерьера;
• прием заказов на корпусную мебель для непосредственной продажи в салоне или с целью последующего изготовления на предприятии и доставки ее заказчикам на дом;
• подготовка электронных прайс­листов предметов корпусной мебели и комплектующих изделий;
• автоматическая подготовка производственных заданий по каждому принятому заказу для последующей передачи их на предприятие.

Первая задача, которая решается при приеме заказа, — это точное моделирование помещения заказчика. В модуле БАЗИС­Салон реализован широкий спектр инструментов, позволяющих быстро и легко решить эту задачу, например сформировать внутренние перегородки, в том числе с проемами, установить двери, окна, радиаторы отопления, отобразить наличие выступов и колонн произвольной формы и т.п. Причем установка любого из подобных элементов выполняется быстро и без проблем. Например, при установке двери она автоматически позиционируется на ближайшую стену комнаты и «привязывается» к курсору. При перемещении курсора изображение двери свободно «скользит» вдоль стен комнаты, а на экране рядом с ним отображаются ширина двери и расстояния от нее до крайних точек соответствующей стены. Для придания виртуальному помещению реалистичного вида для каждой составляющей интерьера задается цвет или текстура.

Следующий шаг — расстановка моделей мебельных изделий — также реализован в максимально простой форме. Любая модель визуально выбирается из электронного каталога и автоматически правильно позиционируется относительно ближайшей стены. В процессе перемещения изделия по комнате при движении вдоль какой­либо стены она автоматически меняет угол поворота таким образом, чтобы по стене перемещалась ее задняя стенка.

Отличительной особенностью модуля БАЗИС­Салон является наличие большого количества режимов позиционирования, например установка на пол, подвешивание на стену, установка на указанную поверхность, последовательная установка группы изделий вдоль стены и т.д.

Помимо этого предусмотрен специальный инструмент, позволяющий достаточно просто создавать такие общие для группы изделий элементы проекта, как карнизы, столешницы различной формы, пристеночные плинтусы, балюстрады и др. Приданию изображению проектируемого интерьера высокой степени фотореалистичности в немалой степени способствует установка источников освещения и задание для них ряда параметров, таких как тип источника, его яркость и цвет, размер конуса и т.п.

Для автоматизации завершающего этапа приема заказа (формирование и печать документов) в модуле БАЗИС­Салон предусмотрено вариантное конфигурирование нужного пакета документов, включая автоматическое формирование эскиза с размерами изделий. Также автоматически формируются отчет о принятом заказе и файлы производственных заданий,  которые можно записать на любой электронный носитель информации или послать по электронной почте на мебельное предприятие, где они будут обработаны и включены в производственную программу в соответствии с указанными для заказов сроками исполнения.

Автоматизация проектирования управляющих программ

Актуальность второй задачи объясняется тем фактом, что многие мебельные предприятия с целью повышения своей эффективности и качества продукции активно инвестируют в современные станки с ЧПУ и пильные центры. Программное обеспечение, которое может поставляться с ними, имеет два основных недостатка. Во­первых, оно является автономным, что не допускает его интеграции с CAD/CAM­модулями, уже работающими на предприятии. Во­вторых, оно предполагает либо ручной ввод исходной информации, либо использование простейших средств автоматизации. Для раскройных центров предлагаются дополнительные программы­оптимизаторы, но их стоимость слишком высока для малых и средних предприятий.

Это определило необходимость разработки интегрированного модуля автоматизированного формирования управляющих программ (УП) БАЗИС­ЧПУ, который позволяет реализовать следующие возможности:

• автоматическое получение всей необходимой геометрической информации из математической модели изделия с выполнением предварительной обработки контуров панелей с целью их упорядочения, а также обнаружения потенциально ошибочных элементов и мест их сопряжения;
• автоматическое формирование траекторий движения инструмента;
• интерактивный режим проектирования УП, обеспечивающий реализацию максимального набора проектных операций;
• автоматическая генерация текста УП для выбранного станка с ЧПУ.

В настоящее время фирма «Базис­Центр» активно развивает сотрудничество с производителями оборудования, поэтому модуль БАЗИС­ЧПУ имеет выход на фрезерно­присадочное оборудование практически всех представленных на рынке СНГ фирм: Biesse Group, SCM, HIRZT, MasterWood, IMA, Holz­Her, BUSELLATO FELDER, Uniteam, Homag Group, BEAVER, СЕМИЛ, МultiCam.

Основной входной информацией для создания управляющей программы является графическое изображение, созданное средствами конструкторских модулей БАЗИС­Мебельщик или БАЗИС­Шкаф, которое может представлять собой как двумерный чертеж, так и трехмерную модель. Естественно, что последний вариант гораздо более предпочтителен, поскольку позволяет автоматически выполнять ряд проектных операций.

В целях интеграции с другими графическими системами предусмотрена возможность загрузки входной информации из файлов формата DXF.

Для корректной обработки двумерной информации к чертежу, формируемому в модуле БАЗИС­Мебельщик, предъявляется требование послойного размещения информации о контурах деталей, глухих и сквозных отверстий в пласти панели, торцевых отверстий, пазов на пласти и в торце панели.

При работе с 3D­моделями это требование реализуется автоматически. Кроме того, существует возможность формирования УП для обработки либо всех панелей изделия, либо только указанных. Для предварительного анализа 3D­модели назначается ряд общих параметров: способ ориентации панелей, алгоритмы обработки глухих отверстий, необходимость снятия дополнительного припуска на облицовку кромок и т.д. Кроме того, для каждой системы ЧПУ предусмотрена возможность задания дополнительных параметров, позволяющих в максимальной степени отразить ее технологические особенности.

Пильные центры

С целью интеграции с пильными центрами разработаны постпроцессоры для таких известных станков, как Altendorf, SCM, Gabbiani (SCM Group), Selco (Biesse Group), Paoloni, Macmazza. Это потребовало включения в состав целевой функции и системы ограничений задачи оптимального раскроя новых параметров оптимизации, учитывающих возможности высокопроизводительного пильного оборудования. Приведем только один пример: режим так называемого полосового раскроя, когда вначале формируются карты раскроя плит на полосы, а затем — полученных полос на заготовки. Как показала практика ряда фирм, применяющих станки Altendorf («Эксполес», г.Владивосток, «Геометрия мебели», г.Москва, «ДОММ», г.Коломна), его использование позволяет реально повысить производительность труда на раскройном участке на 10­30% без уменьшения коэффициента использования материала.

Результатом работы компании «Базис­Центр» с производителями современных станков стала официальная совместная сертификация на полную совместимость программного обеспечения БАЗИС и оборудования двух ведущих фирм: Altendorf и SCM.

Преимущества отечественной разработки

Бизнес в любой отрасли лучше всего понимает язык денег. Если какой­либо проект позволяет вернуть инвестиции и получить дополнительную прибыль, он будет реализован. Внедрение сквозной системы автоматизации проектирования и технологической подготовки производства корпусной мебели может стать именно таким проектом. Но он не гарантирует автоматического получения прибыли. Для того чтобы автоматизация приносила прибыль, необходимо, как минимум, грамотно выбрать программную платформу. С этой точки зрения преимущества отечественных разработок в области специализированных САПР несомненны.

Основными конкурентными преимуществами российских разработок являются следующие факторы:

• знание и понимание менталитета отечественных мебельщиков, учет существующих особенностей организации конструкторско­технологических и производственных работ;
• более низкая стоимость приобретения и владения лицензиями;
• поддержка отечественных стандартов;
• возможность более тесной интеграции с программами других отечественных разработчиков;
• обратная связь с разработчиками, позволяющая мебельщикам в той или иной мере определять направления развития систем и их функциональность;
• широкое внедрение профессиональных программ в учебный процесс высших и средних специальных учебных заведений, что позволяет в определенной мере смягчить кадровую проблему;
• существенное уменьшение сложностей, возникающих в процессе внедрения и освоения программных продуктов в силу большей доступности технического сопровождения.

На последнем моменте стоит остановиться подробнее. Техническая поддержка программного комплекса БАЗИС осуществляется непосредственно разработчиками системы. В фирме «Базис­Центр» создана квалифицированная служба технической поддержки, в функции которой входит консультирование по телефонам горячей линии и по электронной почте, обучение пользователей и организация региональных семинаров.

Помимо этого для подготовки квалифицированных пользователей разработана и внедрена методика обучения работе в системе БАЗИС. Целевое обучение специалистов является  наиболее эффективной и, пожалуй, единственной возможностью привести знания и умения в систему. Техническая поддержка не в состоянии заменить планомерного обучения. Она позволяет оперативно решить любую проблему, возникшую у пользователя, но не может выяснить, чего пользователь не знает, какими приемами работы не владеет и что делает недостаточно оптимально. Эти пробелы могут быть ликвидированы только путем методичного и систематического обучения.

Программный комплекс БАЗИС является оригинальной отечественной разработкой, которая максимально и оперативно учитывает потребности и запросы российских мебельщиков. Многие мебельные компании, которые осознают значимость сквозной автоматизации, уже сделали свой выбор в его пользу. Это взаимовыгодный процесс: мебельщики получают дополнительную прибыль, а специалисты компании «Базис­Центр», анализируя их опыт, продолжают активно развивать свои программные продукты.

САПР и графика 10`2011