9 - 2015

Как управлять технологической подготовкой производства

Наталия Сироткина

Порядок проведения технологической подготовки производства (ТПП) регламентирован ГОСТ Р 50995.3.1­96, согласно которому ее можно укрупненно разделить на следующие этапы:

  • проработка рабочей конструкторской документации на технологичность — технологический контроль конструкторской документации;
  • разработка технологических процессов, технологическое нормирование;
  • разработка средств технологического оснащения и технологических процессов их изготовления;
  • разработка управляющих программ;
  • отработка и внедрение технологических процессов или изготовление и испытания установочной серии (в зависимости от серийности);
  • уточнение технологической документации по результатам отработки и внедрения/выпуска установочной серии.

Перечисленные этапы остаются актуальными, но с течением времени изменяются требования к данным, построению процессов и функциональности систем. С распространением станков с ЧПУ и импортного режущего инструмента менее востребован функционал расчета режимов резания и межпереходных размеров. Все чаще в условиях меняющегося рынка операционное описание заменяется на маршрутное. Формирование крупных холдингов и объединение предприятий приводит к появлению альтернативных технологических процессов и данных, выпускаемых разными заводами по общей конструкторской документации. Внедрение принципов бережливого производства приводит к ужесточению требований к гибкости программного обеспечения и построению систем. Сейчас уже мало кому интересна функциональность отдельно взятой программы, спрос на софт для ТПП обусловлен движением предприятий­заказчиков в сторону комплексной автоматизации. Эффективность управления технологическими данными рассматривается не только с позиции качества, скорости разработок на каждом этапе, но и с позиции слаженного взаимодействия подразделений, уровня интеграции систем, строгого соблюдения графиков выполнения работ, оптимизации процессов на стыке программных сред. Ключевая роль в соблюдении требований с учетом текущей ситуации лежит на PDM­системе, которая должна обеспечить решение задач ведения проектов, организации архива и контроля целостности данных, распределения прав, управления изменениями, интеграции систем классов CAD/CAM/CAPP, а также дальнейшую передачу данных в ERP­ и MES­системы.

Рассмотрим технологическую подготовку в комплексе АСКОН по приведенным ранее этапам.

План работ — основа эффективного управления. В части ТПП планирование производится в системе планирования и управления подготовкой производства в составе ЛОЦМАН:PLM. Для формирования планов задаются сроки, исполнитель, предшествующие задания, на вход помещаются данные, необходимые для разработки, а на выход — готовый результат, который может быть согласован путем автоматического запуска привязанного к заданию бизнес­процесса. Таким образом, мониторинг выполнения планов становится простым и удобным. Причем система ЛОЦМАН:PLM позволяет формировать планы не только путем ручного создания, но и автоматизированно. Например, при наличии службы расцеховки и распределения ответственности за разработку техпроцесса между специалистами по видам работ (бюро механообработки, бюро сборки и др.) можно составить план работ на основании данных межцеховых технологических маршрутов автоматически (рис. 1).

Рис. 1. Планирование на основе данных маршрутов

Рис. 1. Планирование на основе данных маршрутов

Автоматизированно строятся планы работ подразделений разработки управляющих программ и проектирования оснастки на основании данных утвержденных заявок на УП и СТО соответственно.

Проработка рабочей конструкции на технологичность производится в PDM­системе как этап согласования КД. При этом технолог получает в системе задание на согласование с приложенным комплектом КД. Для работы доступны опции аннотирования документации с помощью вторичного представления и инструментов обработки PDF (рис. 2). Заметки можно оставлять не только с помощью цифрового аналога красного карандаша, но и используя голосовые заметки.

Формирование производственно­технологической структуры изделия, межцеховых технологических маршрутов, предварительное определение потребности в ресурсах, формирование сводных ведомостей также обеспечиваются средствами системы ЛОЦМАН:PLM и ее приложений. Принципы построения системы зависят от наличия данных задач на предприятии.

Рис. 2. Аннотирование

Рис. 2. Аннотирование

Рис 3. Технологический процесс в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Рис 3. Технологический процесс в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ

Разработка технологических процессов ведется в САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ. Данная система, отмечающая в этом году 10­летний юбилей, хорошо зарекомендовала себя на сотнях предприятий. Возможности настройки и адаптации позволяют внедрить ее на любом предприятии машиностроительной отрасли. Развитие системы в последние годы направлено на эффективное взаимодействие с окружающими системами с применением комплексного подхода и адаптацию средств и приложений к изменяющимся требованиям.

ВЕРТИКАЛЬ позволяет разрабатывать единичные, типовые и групповые технологические процессы на различные виды производства с любой степенью детализации в удобной для технолога интегрированной среде (рис. 3). Какие же средства системы позволяют говорить о ней как о части общей цепочки проектирования и эффективного механизма взаимодействия?

Во­первых, автоматически в технологический процесс САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ загружаются данные от конструктора: 3D­модель, чертеж, передаются параметры ДСЕ (обозначение, наименование, масса и др.) и материал из чертежа, а также данные по комплектованию и заготовке (если нормы расхода материалов были рассчитаны еще до разработки ТП), что позволяет использовать механизмы ассоциативной работы и параметризации, а также исключить ошибки при вводе информации и оптимизировать временные затраты.

Рис. 4. Ссылка в ТП на типовой техпроцесс термообработки

Рис. 4. Ссылка в ТП на типовой техпроцесс термообработки

Во­вторых, выбор данных осуществляется из корпоративного Справочника технолога при помощи фильтров и автоподбора данных, что позволяет обеспечивать единую интерпретацию ресурсов, описанных в технологическом процессе как в PDM­, так и в ERP­системах.

Настроенные связи между справочниками, работа с фрагментами, типизированными операциями и базой знаний режимов резания (функционал, актуальный при автоподборе режимов при использовании импортного режущего инструмента в ТП) позволяют осуществлять оптимальный выбор данных и говорить о САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ как об интеллектуальной системе.

В­третьих, при разработке техпроцессов применяются средства коллективной работы, что обеспечивает взаимодействие пользователей при решении смежных задач, а именно:

  • имеется возможность передачи операции с ЧПУ на разработку технологу­программисту и сохранения управляющей программы в контексте операции с ЧПУ;
  • при разграничении ответственности между технологами за разработку ТП на разные технологические переделы в технологическом процессе можно создать ссылку на другой ТП, тем самым обеспечив «собираемость» сквозного технологического процесса (рис. 4).

В­четвертых, в плане взаимодействия со службами проектирования оснастки и разработки управляющих программ имеется возможность создания заявки на СТО и УП по форме предприятия непосредственно при проектировании ТП, стадии согласования заявки отслеживаются в режиме реального времени. Тем самым обеспечивается связь процессов проектирования ТП, а также проектирования оснастки и разработки УП.

Описание сборочных ТП — еще один пример тесного взаимодействия процессов и данных. На операциях ТП в качестве комплектующих используются элементы структуры изделия (производственно­технологической или конструктивной), сохраненной в PDM­системе, применяются механизмы проверки, а данные по комплектующим на операциях при сохранении ТП оказываются в структуре электронного техпроцесса. Следовательно, и в производственной системе информация по обеспечению цехов, участков и рабочих мест комплектующими будет прозрачна.

Рис. 5. Проверка ТП по справочным данным

Рис. 5. Проверка ТП по справочным данным

Рис. 6. Проверка ТП по технологическим данным

Рис. 6. Проверка ТП по технологическим данным

Рис. 7. Нормы времени, сохраненные в контексте технологической операции

Рис. 7. Нормы времени, сохраненные в контексте технологической операции

Управление версиями и изменениями производится в тесной связке PDM­САПР ТП, что позволяет не только обеспечивать необходимую защиту информации, но и автоматизировать регистрацию данных по изменениям в комплекте ТД, а также минимизировать количество перепечатываемых листов.

После разработки ТП технолог может автоматически его проверить следующим образом:

  • по справочным данным, что является удобным механизмом при актуализации и пересмотре ТП, поскольку позволяет выявить удаленные, измененные и не применяемые объекты НСИ (рис. 5);
  • по технологическим данным на соответствие требованиям нормоконтроля (алгоритм настраивается) — рис. 6;
  • на соответствие межцеховому технологическому маршруту.

В итоге, на выходе при сохранении техпроцесса получаем:

  • автоматически построенный и сохраненный в ЛОЦМАН:PLM техпроцесс, описывающий все необходимые для производства ресурсы, который после нормирования и согласования передается в производственную систему для производственного планирования, управления ПСП (производственными спецификациями) и учета;
  • комплект технологической документации по ЕСТД или СТП, сформированный автоматически.

Нормирование операций технологического процесса, завершающий этап разработки ТП, производится в приложении Нормирование трудозатрат, причем нормирование может осуществляться как укрупненно по межотраслевым и общемашиностроительным нормативам времени, так и с использованием полученных из CAM­среды или расчетов режимов норм времени (рис. 7).

Возможности настроек системы и приложений САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ позволяют адаптировать ее на выпуск другой продукции, на переход от серийного к единичному производству, на использование разными группами специалистов, на работу в соответствии с новыми стандартами качества.

Один из этапов ТПП — проектирование технологической оснастки — реализуется, как уже было описано ранее, на основании плана, построенного по заявкам от технологов. Средства для проектирования СТО те же, что и при разработке изделий основного производства. Вновь спроектированная оснастка регистрируется в Справочнике технолога по бизнес­процессу, и данные по ее обозначению, наименованию и др. становятся доступны технологу для включения в технологический процесс. Методически и функционально обеспечен процесс «технология — заявка — план — проектирование — утверждение КД — новый объект НСИ — оснастка в технологии», и, конечно же, спроектированное СТО должно быть передано в производственную систему для управления изготовлением по факту утверждения всех данных.

Разработка управляющих программ — один из наиболее ответственных этапов ТПП. Аналогично другим, он управляется планом, состоящим из заданий, на входе которых — заявка на УП, 3D­модель, описание операции с ЧПУ. Трехмерная модель может быть перестроена технологом в середину поля допуска, адаптирована для разработки УП и визуализации, в нее может быть добавлена оснастка и элементы оборудования, чтобы исключить возможные ошибки и, как следствие, — затраты. За разработку управляющих программ отвечает CAM­система, выбранная предприятием, однако файлы и результат — УП — также сохраняются в единой среде, проходят процедуры согласования, утверждения и внедрения.

Согласование и утверждение любых данных осуществляются с применением механизмов WorkFlow и типовых бизнес­процессов, а сами типовые бизнес­процессы строятся в соответствии с принятыми на предприятии схемами согласования.

Отработка, внедрение и выпуск установочной серии — задачи производства, уточнение данных по результатам опять же производится в связке PDM­система — САПР ТП с оформлением актов внедрения и других сопутствующих документов.

Таким образом, ТПП — это не только разработка технологий и их нормирование, но и цепочка взаимосвязанных, характерных для конкретного предприятия процессов. ЛОЦМАН:PLM — связующее центральное звено сквозной цепочки, отвечающее за взаимодействие пользователей и систем, а САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ и приложения для технологической подготовки производства — инструменты технолога, предназначенные для разработки технологического процесса. Эти системы тесно взаимосвязаны. Интеграция, интерфейс, последовательность работ и набор приложений настраиваются под процессы предприятия, а отдельный от PDM­системы инструмент для проектирования технологических процессов позволяет не только повысить удобство проектирования, но использовать ее в связке с другими PDM­системами, осуществляя внедрение поэта

САПР и графика 9`2015