2014-02-13
2335
ЛЕКЦИЯ №1
На современном этапе экономического развития машиностроительных и приборостроительных предприятий наметились следующие важные тенденции:
- восстанавливаются существовавшие кооперативные связи между предприятиями;
- налаживаются и укрепляются кооперативные связи в рамках вновь образующихся корпоративных и государственных структур (холдингов, ассоциаций и тд.);
- оптимизация бизнеса в рамках корпоративных структур приводит к объединению вспомогательных производств предприятий холдинга;
- разработка и выпуск продукции предприятий происходит под влиянием жестких требований рынка к качеству, себестоимости и срокам изготовления;
- повышается индивидуализация заказов, в результате чего растет и часто меняется номенклатура выпускаемых изделий;
- заказчики требуют обеспечения логистической поддержки и обслуживания приобретаемой продукции вплоть до окончания срока ее использования.
Столь кардинальные перемены отражаются, в первую очередь, на основной составляющей деятельности машиностроительного и приборостроительного предприятия - проведении НИОКР и подготовке производства. От сроков выпуска, качества и точности соответствия требованиям заказчиков зависят объемы реализации произведенной продукции, а, следовательно, прибыль и будущее развитие предприятия.
Чтобы высококвалифицированные инженерные кадры предприятий смогли максимально сократить сроки и стоимость подготовки производства к выпуску новой, востребованной рынком продукции, необходимо предоставить им высокоэффективный инструмент. Естественным выходом в данной ситуации видится автоматизация рабочих мест конструктора и технолога. Однако полноценного эффекта от такой разрозненной автоматизации труда не происходит. Причина кроется в том, что данное решение не меняет подход к процессу создания и подготовки производства изделия. Подход остается традиционным, последовательным: выпуск документации конструкторами, передача ее на согласование технологам, возврат обратно для корректировки исходных документов, передача технологам исправленной документации, подготовка технологической документации и отчетов, согласование со снабженцами и экономистами и, наконец, передача в производство.
В результате ни полной экономической отдачи, ни действительно значимого сокращения срока подготовки производства автоматизация не приносит, хотя первоначальный положительный эффект и достигается. Все дело в том, что разработка и подготовка производства сложной, высокотехнологичной продукции — это групповой процесс, в который вовлечены десятки и сотни специалистов предприятия или группы предприятий. В процессе разработки изделия возникает ряд проблем, влияющих на успешную работу предприятия:
- отсутствие возможности видеть ключевые ресурсы, вовлеченные в процесс разработки, в их фактическом, а не запланированном, состоянии;
- необходимость организации совместной работы коллектива специалистов с привлечением компаний, поставляющих основные компоненты для разрабатываемого изделия;
- слишком поздно удается обнаружить ту или иную проблему вследствие дезинтеграции процессов разработки изделия;
- уровень сложности конфигурации изделия растет, и в результате приходится откладывать принятие определяющих решений об изделии на более позднее время.
Без организации параллельного выполнения работ и взаимодействия конструкторов, технологов, снабженцев, экономистов и других специалистов при разработке документации на изделие достичь по-настоящему значительного сокращения сроков невозможно.
Взаимодействие и параллельное выполнение работ могут быть организованы только при условии создания внутри предприятия или группы предприятий единого информационного пространства (ЕИП) данных о корпоративной продукции. В качестве автоматизированной системы, нацеленной на решение задач организации и координации работ инженерного персонала и являющейся ядром ЕИП, на машиностроительных и приборостроительных предприятиях используют системы управления данными об изделии (product data management РDМ) корпоративного уровня.
Конструкторы, технологи и другие специалисты не только получают информацию об изделии, но и дополняют ее, формируя состав изделия, который будет оптимальным для разных служб предприятия. В дальнейшем, после изготовления изделия, информация о нем будет использована сервисными подразделениями для планового обслуживания, заказчиком для конфигурирования готовой продукции под свои специфические потребности, а инженерным составом — для модернизации и изготовлении нового изделия на основе ранее спроектированного.
В результате появляется возможность управлять информацией на всех этапах жизненного цикла изделия (концепция Product Lifecycle Management РLМ).
Поддержка производимой продукции на каждом этапе ее жизненного цикла от начала разработки до сервисного обслуживания и утилизации является безусловным требованием к современному промышленному предприятию со стороны его потребителей. Чем более сложные и высокотехнологичные изделия выпускает предприятие, тем больше внимания приходится уделять стадиям, предваряющим этап производства и следующим за ним, тем больше затрат предприятия приходится на до- и после- производственные этапы жизненного цикла изделия (ЖЦИ).
Основные этапы жизненного цикла изделия:
1. Исследование потребностей рынка.
2. НИОКР.
3. Подготовка производства изделия.
4. Собственно производство и сбыт.
5. Эксплуатация и обслуживание изделий.
6. Утилизация изделий.
Характер изменения уровня затрат на всех этапах жизненного цикла изделия показан на рис.1.
Выполнение НИОКР и подготовка производства растягиваются на значительные сроки. Изделие, требующее больших издержек в начальный период своего жизненного цикла, является менее привлекательным, чем продукция, инвестиции в которую равно мерно распределены во времени или даже сдвинуты в основном на более поздние сроки. Поэтому сокращение срока подготовки производства не только увеличивает прибыль компании за счет реализации дополнительной продукции, но и высвобождает средства для разработки новых продуктов, повышая общий доход предприятия.
Особое значение имеет сокращение сроков технической подготовки производства, в том числе и за счет обеспечения параллельности выполнения отдельных этапов и организации групповой работы над изделием.
Рост количества принимаемых заказов и их индивидуализация приводят к увеличению трудоемкости подготовительных работ в большей степени, чем непосредственно самого производства.
Время производства составляет 5—10% от всего времени выполнения заказов. Следовательно, основные резервы сокращения времени выполнения заказов лежат в сфере подготовки производства.
Использование информационных технологий (ИТ) является одним из немногих технологически и экономически выгодных способов повышения эффективности промышленных предприятий: повышения производительности труда и обеспечения гибкости производства при выпуске широкой номенклатуры продукции, в том числе малыми сериями или даже в единичных экземплярах.
|
| Рисунок 1 - Характер изменения уровня затрат на всех этапах жизненного цикла изделия |
Подготовка производства в основном связана с движением и преобразованием информации и документов. Автоматизация деятельности на этапах разработки нового изделия и подготовки производства является первоочередной задачей для ИТ-службы предприятия.
Однако локальное решение этой задачи на отдельных рабочих местах конструктора и технолога практически не даст эффекта, если не решена задача организации взаимодействия инженерного персонала в совместном проекте по разработке и производству изделия.
Организация взаимодействия на этапах конструкторско-технологического проектирования приведет к уменьшению времени согласования между этапами, уменьшению количества возвратов полученных решений для дополнительной коррекции и, наконец, к переходу от последовательного метода выполнения этапов к параллельному.
Параллельный метод предполагает не только совмещение выполнения этапов производственного цикла изделия (ПЦИ), но и взаимодействие работников всех служб предприятия в решении функциональных задач каждого этапа, сокращение (или отсутствие) межэтапных итераций.
Таким образом, налицо потребность современных крупных предприятий в средствах параллельного создания, управления, разделения и неоднократного использования всей электронной информации о выпускаемой продукции, с возможностью интеграции данных от всех участников этого цикла: компаний-поставщиков, организаций занимающихся сопровождением и ремонтом, и т.д.
Это обусловило появление систем управления инженерными данными и жизненным циклом изделия корпоративного уровня. Для описания возможностей этих систем рассмотрим в качестве примера систему ЛОЦМАН:РLM, разработанную компанией АСКОН.
Внедрение системы ЛОЦМАН:РLМ обеспечивает:
• создание электронной среды совместной разработки и подготовки производства изделия;
• создание электронного описания изделия, объединяющего всю информацию, которая может использоваться как внутри предприятия, так и вне его поставщиками и заказчиками;
• поддержку всех этапов жизненного цикла изделия: формулирование потребностей в материалах, проектирование, производство, сбыт и поддержка;
• защиту данных и гарантированный доступ к информации об изделии для каждого пользователя с соответствующими правами.
Специалисты всех производств, задействованных в реализации крупного проекта, имеют возможность в любой момент получить актуальные данные об изделии и процессах работы над ним; получить информацию об изменении конфигураций, о планируемых и фактических ресурсах и т.д. Полная информационная модель изделия может использоваться как в процессе производства, так и на всех остальных этапах жизненного цикла.
ЛОЦМАН:РLМ содержит всю информацию, необходимую для проектирования, изготовления и эксплуатации продукции промышленного предприятия. На этапе подготовки производства система обеспечивает накопление данных о результатах конструкторско-технологического проектирования и обмен информацией между инженерными службами. Утвержденные данные и документация передаются в другие службы предприятия для материально-технического обеспечения, производства и эксплуатации выпускаемых изделий.
Система ЛОЦМАН: РLМ является центральным компонентом единого информационного пространства предприятия, своеобразным «мозговым центром», обеспечивая:
• управление информацией о структуре, вариантах конфигурации изделий и входимости компонентов в раз личные изделия;
• хранение технической документации на изделие;
• управление этой документацией;
• управление процессом разработки изделия.
Основные преимущества ЛОЦМАН: РLМ состоят в следующем
• Высокая масштабируемость и отказоустойчивость. Высокопроизводительная и устойчивая работа при одновременном подключении большого количества пользователей.
• Надежная защита данных. Хранение всего комплекса информации на защищенных серверах с разграничением прав доступа к каждому конкретному объекту (документу).
• Поддержка версий объектов и документов.
• Возможность работы с базами данных Мiсгоsoft SQL Server и Огасiе.
• Возможность хранения документов как внутри базы данных, так и в файловой системе.
• Тесная интеграция с едиными справочными базами данных, использование информации о материалах и сортаментах, стандартных изделиях и т.д.
• Интеграция с внешними приложениями для редактирования не только документов, но и непосредственно РDМ/РLМ-информации.
• Импорт данных практически из любой структуры.
• Наличие семейства независимых программных решений для различных отраслей промышленности:
• ЛОЦМАН:РГМ;
• ЛОЦМАН:СПДС (система проектной документации в строительстве);
• ЛОЦМАН:ПКО (проектно-конструкторские отделы);
• ЛОЦМАН:Приборостроение.
• Система основана на стандартах 1S0 10303.
Функциональные возможности ЛОЦМАН:РLМ следующие
• Работа с трехмерными моделями и чертежами систем КОМПАС, и др. Синхронизация данных как по составу сборочной единицы, так и по атрибутивной информации посредством программных интерфейсов.
•Просмотр и аннотирование документов и моделей указанных инженерных форматов, а также растровых форматов и форматов офисных приложений.
•Обеспечение доступа к базам данных ЛОЦМАН из КОМПАС-ЗD и КОМПАС-АВТОПРОЕКТ.
•Интеграция с АРМ нормирования материалов.
• Интеграция с системой 1 С-Предприятие.
• Учет как конструкторско-технологической, так и организационно-распорядительной документации в рамках единого интерфейса.
• Резервное копирование баз данных ЛОЦМАН и восстановление баз данных из резервных копий.
• Гибкие настройки интерфейса с возможностью перенастройки (без программирования) для различных групп пользователей и типов документов.
• Подключение к внешним базам данных для импорта информации из других автоматизированных систем.
• Описание сложных бизнес-процессов предприятия (с вложенными подпроцессами, поддержкой условий, циклов и др.) с графическим представлением алгоритмов бизнес-процессов.
• Маршрутизация документов (Встроенные средства маршрутизации интегрированы с системами электронной почты.
Комплекс состоит из нескольких основных компонентов (рис. 2):
- ядро комплекса — система управления инженерными данными и жизненным циклом изделия корпоративного уровня ЛОЦМАН:РLM, содержащая всю информацию об изделиях;
- информационная платформа — набор единых баз данных (справочников) серии ЛОЦМАН, к которым обращаются остальные компоненты комплекса. К справочным относятся данные о материалах и сортаментах, используемых при производстве и эксплуатации выпускаемых изделий; данные о стандартных изделиях, используемых при комплектовании выпускаемых сборочных единиц; данные по единицам измерений; данные по оборудованию и инструменту, используемым в процессе производства и т.д.
- системы автоматизации конструкторской подготовки производства КОМПАС-ЗD и КОМПАС-ГРАФИК с множеством дополнительных специализированных САПР и библиотек;
- система автоматизации технологической подготовки производства КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, включающая дополнительные модули технологических расчетов, формирования отчетов и т.д.
Использование всеми участниками процесса КТПП единых справочников данных позволяет сформировать интегрированную среду совместной работы над проектом изделия. Так, например, материал, указанный конструктором в штампе чертежа проектируемой детали в системе КОМПАС-ГРАФИК, в точности соответствует материалу, указанному в описании технологического процесса изготовления той же самой детали в системе КОМПАС-АВТОПРОЕКТ. Аналогично, стандартное крепежное изделие (например, болт), используемое в трехмерной модели сборки, созданной в системе КОМПАС-ЗD, адекватно отображается в дереве состава данной сборочной единицы в системе ЛОЦМАН:РLМ как стандартное изделие соответствующей номенклатуры.
Применение единых справочников, наполненных актуальной для конкретного предприятия информацией, приведет к уменьшению времени согласования документа- ции на изделие как между службами КТПП, так и при передаче документации в другие отделы (материально-технического снабжения, планово-экономический и т.д.). Например, конструктор на этапе принятия решения об использовании материала будет иметь возможность выбрать именно такой материал, который при прочих равных характеристиках имеет наименьшую стоимость, определяемую ПЗО. Технолог же при выборе сортамента остановится на том, который доступен для заказа отделом МТС. В результате значительно сократится количество возвратов документов на доработку и, в целом, общее время подготовки производства.
Рисунок 2 - Состав комплекса ЛОЦМАН:РLM
Параллельное выполнение работ и взаимодействие конструкторов, технологов и других специалистов при разработке документации на изделие и организации производства обеспечивают встроенные в систему ЛОЦМАН:РLM модуль управления рабочими процессами и модуль просмотра и аннотирования документов
На этапе конструкторской подготовки производства главный конструктор проекта определяет в системе ЛОЦМАН:РLМ укрупненный состав разрабатываемого изделия в виде перечня основных узлов. Используя модуль, интегрированный с системой электронной почты предприятия, он распределяет задания на проработку того или иного узла ведущим конструкторам отдела и впоследствии контролирует сроки и объемы выполнен ной работы. При помощи систем КОМПАС-ЗD и КОМПАС- ГРАФИК конструкторы создают модель изделия и готовят комплект конструкторской документации, а в системе ЛОЦМАН:РIМ параллельно формируется окончательный состав изделия.
На этапе проектирования какой-либо детали для принятия конструкторского решения требуется согласовать с технологическими службами возможность ее изготовления на имеющемся оборудовании, а со службами снабжения - возможность приобретения необходимого материала. Модуль управления рабочими процессами позволяет провести согласование выбранного решения с другими службами в кратчайшие сроки.
По мере наполнения состава изделия конструкторскими данными технологи, используя систему КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, начинают технологическую проработку конструкции, определяют маршрут изготовления и оценивают потребность в средствах технологического оснащения. Далее технологические службы формируют маршрутно-операционную технологию, проектируют в системе КОМПАС-ЗD оснастку и инструмент, рассчитывают нормы расхода материалов, режимы обработки и трудоемкость операций. Электронные данные, получаемые на данном этапе в виде итоговых сводных отчетов, используются службами МТС и ПДО для оценки себестоимости изделия, формирования сетевого план-графика производства и т.д. Затем комплект технологической документации, соответствующей ГОСТам или стандартам предприятия, передается в производство.
В результате вся информация об изделии сохраняется в системе ЛОЦМАН:РLМ. Это является важнейшим условием для дальнейшей быстрой проработки модификаций изделия, проведения согласований с заказчиками и поставщиками, проектирования и запуска в производство новой продукции, преемственной с ранее разработанными проектами.
