10 - 2002

Управление комплектациями изделий в системе управления производством Omega Production

Евгений Кукареко, Максим Панфилов, Андрей Стасилевич

Общая схема взаимодействия служб маркетинга и конструктора при конфигурировании изделий

Функциональные спецификации

Конструкторские спецификации

Определение функциональных свойств для конструкторских элементов

Опыт опробования и внедрения системы управления заказными комплектациями на промышленных предприятиях

В данной статье описываются подходы, реализация и опыт внедрения на промышленных предприятиях задачи управления комплектациями изделий в системе управления производством Omega Production.

Производство машиностроительной и приборостроительной продукции все больше превращается в позаказное: заказчик, как правило, оговаривает спецификации тех комплектаций, в которых данные изделия должны быть произведены и поставлены.

Организация взаимодействия службы маркетинга с конструкторами, подготовки производства и производства по заказным комплектациям изделий не может быть организована по тем же принципам, что и для изделий с фиксированными конфигурациями. В используемых в настоящее время на предприятиях стандартах ЕСКД определены понятия исполнений изделий. Конструкторскими документами для ведения данных о структуре и составе изделий, состоящих из нескольких исполнений, являются групповые спецификации. При этом структура и состав для каждого исполнения должны быть явно определены конструктором, как и уникальное обозначение.

При традиционном подходе последовательность действий для выполнения заказа, в котором требуется новая комплектация изделия, выглядит следующим образом: служба маркетинга передает согласованное с заказчиком неформализованное описание спецификации комплектации в конструкторский отдел, где на его основе производится конструкторская проработка и формируются состав и структура изделия как его исполнение. Затем документация направляется на технологическую проработку и подготовку производства. После завершения подготовки производства изделия по заказу могут быть произведены и отправлены потребителю. Такая схема может нормально работать только в том случае, если количество исполнений изделия по заказам не превышает десятков. Для количества возможных вариантов комплектования изделия, исчисляемых сотнями, тысячами и десятками тысяч, традиционный подход приводит к перегрузке конструкторских подразделений, неоправданному увеличению подготовки производства и затягиванию сроков выполнения заказов.

Обеспечение управления комплектациями изделий (Configuration Management) в мировой практике не является новой задачей. Наиболее характерные примеры можно привести из области машиностроения, где количество вариантов комплектования современных автомобилей достигает сотен тысяч, а практически все тракторы известного производителя John Dere выпускаются только в заказных комплектациях. Реализации задачи формирования спецификаций заказных комплектаций изделий имеются в ряде известных PDM-систем, таких, например, как iMAN или Windchill.

Управление комплектациями изделий является одной из задач, решаемых в составе модуля Управление инженерными данными системы Omega Produсtion, в функции которого кроме конфигурирования изделий входит комплекс задач по технической подготовке производства (общее построение модуля и обзор его задач даны в № 11’2000).

Спецификации заказных комплектаций используются в задачах управления сбытом, в модулях планирования и учета в производстве.

Общая схема взаимодействия служб маркетинга и конструктора при конфигурировании изделий

Формирование спецификации заказной комплектации изделия выполняется на двух уровнях. Заказчик самостоятельно (используя портал предприятия) или совместно со службой маркетинга предприятия формирует спецификацию заказной комплектации изделия на уровне описания функциональных свойств, которыми должно обладать изделие. Формирование функциональной спецификации заказной комплектации выполняется на основе выбора требуемых функциональных свойств из так называемой общей функциональной спецификации, которая создается и поддерживается в актуальном состоянии конструкторской службой. Она отражает состав вариантных функциональных свойств изделия и значения, которые могут принимать данные функциональные свойства.

Конструкторская спецификация заказной комплектации формируется автоматически — на основе общей конструкторской спецификации, функциональной спецификации комплектации и матриц, определяющих условия выбора конструкторских элементов по значениям их функциональных свойств. Общие конструкторские спецификации и матрицы формируются и поддерживаются в актуальном состоянии конструкторскими подразделениями.

При такой схеме работы необходимость в конструкторской проработке с последующей подготовкой производства при поступлении нового заказа возникает только в том случае, если существующая конструкция изделия не включает требуемых по заказу новых функциональных свойств изделия.

Рассмотрим более подробно компоненты схемы формирования заказных спецификаций комплектаций.

В начало В начало

Функциональные спецификации

Для описания всех или вариантных функциональных свойств изделия используются общие функциональные спецификации, представляющие собой наборы значений, которые могут принимать функциональные свойства для данного изделия. При большом количестве вариантных свойств их целесообразно объединить в группы, в соответствии с принятыми для некоторой совокупности изделий классификаторами группирования свойств.

Общая функциональная спецификация по своей сути является конструкторским документом, для которого в системе определяется жизненный цикл, задаются функции и последовательности согласования при изменении статусов, печатная форма, а также механизм управления изменениями.

Функциональная спецификация заказной комплектации отражает функциональные свойства конкретного варианта комплектования изделия и формируется посредством выбора значений свойств из общей функциональной спецификации изделия с учетом взаимных связей, установленных между этими свойствами. Данная спецификация представляет собой документ службы маркетинга со своим жизненным циклом и схемами согласования и является приложением к контракту между заказчиком и производителем, а также к заказу на производство изделия в указанной комплектации.

В начало В начало

Конструкторские спецификации

Описание структуры и состава изделия, имеющего различные варианты комплектования, на уровне конструкторских элементов выполняется с использованием общих конструкторских спецификаций.

В отличие от групповых, в общей спецификации узла или изделия нет детального описания каждого из исполнений, но имеется возможность формирования единичной спецификации любой из допустимых комплектаций изделия по задаваемым условиям выбора.

В отличие от обычных единичных спецификаций, каждый из элементов общей спецификации имеет

определенный тип. Например, элемент спецификации с типом обязательный не зависит от вариантов комплектования изделия и используется в составах всех вариантов. Элементы, относящиеся к типу альтернативные, объединяются в блоки альтернативных элементов, а выбор для спецификации комплектации одного из элементов блока зависит от требуемых значений функциональных свойств спецификации комплектации. Общая спецификация может содержать в себе и другие общие спецификации. Редактор общей спецификации позволяет задавать зависимости между элементами и конструктивные несовместимости.

Конструкторская спецификация заказной комплектации является единичной спецификацией и формируется на основе общей спецификации изделия автоматически, с использованием информации о требуемых свойствах изделия, получаемых из функциональной спецификации комплектации. Возможно формирование спецификации комплектации в интерактивном режиме прямым выбором элементов из общей спецификации по их свойствам или в полуавтоматическом режиме, когда основная часть выборов элементов производится в автоматическом режиме, а оставшиеся неразрешенные ситуации — в интерактивном.

В начало В начало

Определение функциональных свойств для конструкторских элементов

Информация о функциональных свойствах конструкторских элементов хранится в объектах системы, называемых матрицами. Функциональные свойства конструкторских элементов могут быть как инвариантными относительно входимости элементов, так и зависимыми от их входимости. Матрицы, содержащие данные об элементах с инвариантными свойствами, называются матрицами свойств, а матрицы, содержащие данные о свойствах элементов, которые зависят от входимости, именуются матрицами выбора.

Матрицы, с одной стороны, являются конструкторскими документами, в которых хранятся данные о свойствах конструкторских элементов, а с другой — в них задаются условия выбора конструкторских элементов в общих спецификациях по их функциональным свойствам. Структуры матриц определяются пользователями в специальном редакторе структуры.

Жизненный цикл и механизмы изменения матриц определяются на предприятии так же, как в случае функциональных спецификаций.

На основании общих конструкторских спецификаций и матриц в системе могут формироваться общие функциональные спецификации и отчеты о функциональных свойствах изделий. Это позволяет реализовать не только алгоритм проектирования изделий «сверху вниз» (от требуемых функциональных свойств — к конструкторской спецификации изделия, в которой данные функциональные свойства реализованы), но и «снизу вверх» (по имеющейся конструкции восстанавливаются функциональные свойства, которыми данная конструкция обладает).

Представление функциональных свойств любой спецификации может выполняться как в виде отдельного отчета, так и в содержимом спецификации. При этом могут быть представлены не только собственные свойства конструкторских элементов, но и наследованные свойства сборочных узлов. В последнем случае для сборочного узла представляется совокупность собственных функциональных свойств и функциональных свойств элементов, входящих в его состав.

Использование спецификаций заказных комплектаций при управлении производством

Спецификации заказных комплектаций используются в Omega Production не только в конструкторских и маркетинговых подразделениях, но также при планировании и управлении производством.

По любым заказным комплектациям в режиме реального времени рассчитываются плановые затраты и себестоимость. Ссылки на спецификации заказных комплектаций включаются в состав заказов в производство, где определяется количество поставляемых в данной комплектации изделий и дата поставки. Планы производства формируются с использованием данных из содержимого заказов и рассчитываются по составам, маршрутам и нормативам заказных комплектаций.

Учетные данные в Omega Production по произведенным изделиям также содержат ссылки на спецификации комплектаций, что позволяет использовать спецификации изделий, произведенных по заказам, и связанные с ними графические и текстовые документы для расчетов фактических затрат, ведения данных о техническом обслуживании, ремонтах и т.п.

В начало В начало

Опыт опробования и внедрения системы управления заказными комплектациями на промышленных предприятиях

Система управления производством Omega Production находится в промышленной эксплуатации на Минском тракторном заводе, и одно из первых внедрений системы управления заказными комплектациями выполнено именно на этом предприятии. Отладка системы проводилась на реальных спецификациях тракторов и машин, имеющих десятки тысяч вариантов комплектования. Конструкторы завода формируют общие конструкторские спецификации с использованием конфигуратора системы iMAN. Общие спецификации импортируются в систему Omega Production, используемую для управления технической подготовкой производства. Как оказалось, процедуры импорта реализовать очень просто, поскольку принципы конфигурирования изделий в iMAN и Omega Production, не имеют принципиальных различий.

Управление комплектациями Omega Production испытывалось на примерах нескольких типов двигателей Ярославского электромашиностроительного завода, каждый из которых имеет огромное количество вариантов комплектования по заказам; причем для данного предприятия выбор многих элементов в спецификации заказной комплектации двигателя определяется не собственными свойствами элемента, а зависит от его входимости.

На Брестском заводе газовой аппаратуры для конфигурирования кухонных плит на функциональном уровне также используются описанные выше функциональные спецификации. На конструкторском уровне, с учетом сложившихся традиций формирования конструкторской документации, используются спецификации некоторых базовых исполнений изделий и данные о требуемых заменах конструкторских элементов в соответствии с каждым из значений функциональных свойств. Данные о заменах содержатся в структурированных конструкторских документах, называемых ведомостями обязательных замен. Такой подход дает, по сути, еще один вариант реализации задачи конфигурирования изделий, который может быть применен для не слишком сложных изделий с ограниченным набором значений функциональных свойств.

«САПР и графика» 10'2002