Enhancing the Pre-Production Stage Efficiency
The company ASKON is offering machine-building enterprises a convenient and fast way for production preparation with the help of its own developments: KOMPAS-3D, VERTIKAL, LOTSMAN:PLM. This software is designed to cut down the time production engineers spend on low-efficiency labor-intensive procedures which are not their direct responsibility.
В.Е. Шендра, инженер-технолог, ООО «Аскон-КР», г. Киев
Использование продуктов компании АСКОН: КОМПАС-3D, ВЕРТИКАЛЬ, ЛОЦМАН:PLM на машиностроительных предприятиях для проектирования, управления инженерными данными, технологической подготовки производства сегодня не только крайне актуально, но и плотно переплетено с более общими злободневными вопросами: повышения эффективности инженерного труда, формирования нового поколения специалистов, способных к восприятию современной научно-технической информации и не безразличных к результатам своего труда.
Немаловажное значение для результата деятельности любого промышленного предприятия имеет грамотно разработанный процесс технологической подготовки производства. Он состоит из множества процедур: технологический контроль чертежей, нормирование расхода основных и вспомогательных материалов, расцеховка всех комплектующих изделия, разработка технологических процессов изготовления деталей и сборочных единиц (ДСЕ), выдача заданий на проектирование и изготовление/доработку оснастки, составление плана-графика подготовки производства, проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО), проверка разработанных технологических процессов и отладка средств оснащения производства. Доля технологической подготовки производства (ТПП) в общем объеме всех подготовительных работ составляет от 50 % до 80 %.
В последнее время очень часто можно услышать: «Без автоматизации инженерного труда не получится эффективного производства!». А что же в жизни? Не часто можно встретить предприятия с автоматизированными рабочими местами специалистов технологических подразделений. В чем же причина: не хочется браться за тяжелую работу или же нет уверенности в необходимости внедрения новаций? Но сделать первый шаг на этом непростом пути все же нужно.
Попытаемся кратко обосновать необходимость автоматизации инженерного труда, рассмотрев некоторые проблемы, возникающие на любом производстве.
1. Разработка и согласование документации
Попытаемся уяснить суть проблемы на отдельно взятом технологическом процессе.
Технолог разработал документацию на технологический процесс, старательно выводя карандашом на типографских бланках карт формулировки переходов и указывая необходимую оснастку, инструмент, сверяясь с заводскими нормалями или СТП, оформляя карты эскизов. После этого ее необходимо передать на проверку начальнику бюро (или руководителю группы), согласовать с цехом, отделом технического контроля (ОТК), метрологом, со специалистом по охране труда и т. д. Затем документы направляются на нормоконтроль и в бюро технического нормирования. В конце концов происходит их утверждение у начальника бюро или главного технолога (главного сварщика или главного металлурга). Далее документы копируются и передаются в архив для последующей выдачи в цеха.
При этом техдокументация сама «не ходит» — из службы в службу ее носит либо сам разработчик, либо специально выделенный для этого сотрудник, в обиходе называемый «несушка». В итоге, если принять время от начала разработки техпроцесса до передачи его в архив за 100 %, то время на все согласования занимает в среднем около 30 %.
2. Поиски документации
Проводя согласование или разработку технологических процессов, инженеру-технологу приходится обращаться к тем или иным нормативно-справочным данным, чертежам и другим документам. Например, указать порядок определенных действий и процедур, используемые средства технологического оснащения и измерительные приборы. Вот здесь и начинается для него «полоса препятствий», т. к. необходимый документ или сборник нормалей найти иногда невозможно. Приходится идти в архив, выписывать с кальки искомый инструмент и попутно заказывать очередной экземпляр сборника заводских нормалей для технологического бюро (хотя знает, что печатать еще раз не будут). А ранее выданные экземпляры находятся у кого-то на столе и тихо лежат…
А если инструмент или оснастка специальные и решить, пригодны ли они для изготовления ДСЕ, можно только при наличии чертежей СТО — искать иногда приходиться очень долго. Терпению быстро наступает конец, и тогда оформляется задание на проектирование и изготовление новых СТО. В итоге одна и та же оснастка или инструмент проектируются и изготавливаются повторно…
Большой проблемой остается на предприятиях и отсутствие классификаторов и баз данных СТО, т. к. обозначение присваивается по порядку регистрации. Ничего такое обозначение не отражает — ни характеристик СТО, ни его назначения, ни конструктивных особенностей.
В общем, статистика — вещь упрямая: около 25 % рабочего времени технолога уходит именно на поиск нужных документов.
3. Потеря документации
Потери документов в любом подразделении любого предприятия — ситуация не ежедневная, но всем работающим хорошо знакомая. Происходит это нередко на этапе согласования. Может потеряться все: приказы, извещения, ведомости, списки, заявки и другие документы. Увы…
Кстати, такие случаи широко не афишируются, а потому безнаказанно повторяются.
4. Типовые технологические процессы
Иногда приходится наблюдать такую картину: выпускает предприятие изделия, состоящие из подобных деталей и узлов. Изготовление ДСЕ происходит по практически идентичным техпроцессам, и используется для изготовления один и тот же инструмент. Классический пример — зубчатые колеса: технология их изготовления мало отличается, применяемый инструмент, зачастую, один и тот же. А техпроцессы — все сплошь единичные! Десять шестерен — десять техпроцессов, хотя можно было бы обойтись одним — типовым. Но работает технолог, добросовестно перенося с небольшими изменениями одно и то же (до запятой!) из одного документа в другой, затем согласовывает его. Проверяющие внимательно перечитывают одно и то же, каждый раз теряя время. Зато внедрили 10 (десять!) техпроцессов! А так — только один…
Таким образом, потери времени на подобную «разработку» вообще невозможно определить.
5. «Срок выдачи техпроцессов — вчера!»
Современное производство требует большой оперативности от всех его участников: рабочих, мастеров, инженеров, руководителей среднего и высшего звена. Как говорится, срок — вчера! Вследствие этого специалистам часто приходится слышать, что выпустить документацию нужно срочно. При невыполнении виновные будут наказаны со всей строгостью… Вот здесь и происходит подмена понятий: оперативность превращается в спешку с зачастую негативным результатом. Само собой, при этом появляется масса ошибок в документации, а значит, время, сэкономленное на сроках подготовки производства, тратится на уточнения и исправление ошибок. Кроме этого, многим технологам знакома проблема траты драгоценного времени на выяснение причин появления бракованных деталей. Очень часто эти причины весьма просты: грубое нарушение технологии, использование временно простаивающего оборудования, низкая квалификация рабочих, применение явно не подходящего для обработки инструмента и т. д.
В общем, потери рабочего времени технолога, не связанные с его непосредственной трудовой деятельностью или возникающие в результате неэффективной организации труда, достигают 50 %. Цифра впечатляет и свидетельствует о том, что неизбежно требуются кардинальные изменения в подходах к разработке ТПП. Решение этой проблемы: автоматизация ТПП. Один из ее вариантов — комплекс программного обеспечения российского производителя — компании «АСКОН» — крупнейшего разработчика инженерного программного обеспечения и интегратора в сфере автоматизации проектной и производственной деятельности. Этот программный продукт состоит из трех основных систем: ЛОЦМАН: PLM, КОМПАС-3D и ВЕРТИКАЛЬ.
Главным элементом данного программного комплекса является система ЛОЦМАН: PLM со специализированными модулями, в которых хранятся все инженерные данные об изделии и его жизненном цикле: состав изделия и модели ДСЕ, конструкторская документация изделия (чертежи, спецификации, схемы и др. документы), данные об используемых заготовках, нормах расхода основных и вспомогательных материалов, маршрутах прохождения ДСЕ и технологических процессах. Размещение информации происходит по иерархической схеме: основой всех этих данных является состав изделия, представленный в виде дерева, вокруг которого постепенно накапливается различная конструкторская и технологическая информация, что обеспечивает централизованное хранение документации на изделие, управление информацией о его структуре и вариантах конфигурации, а также управление всеми процессами конструкторско-технологической подготовки производства.
После того как конструкторскими подразделениями в базу данных введена информация о составе изделия, инженеры-технологи могут приступать к контролю документации на изделие.
Можно ли вообще осуществить процедуры контроля, согласования чертежей только в электронном виде при современном уровне оснащенности технологических подразделений? К сожалению, нет. Чертежи форматом большим чем А2 содержат технические требования, расположенные в строго определенном месте, а элементы конструкции, к которым эти требования относятся, находятся в любой зоне этих документов. Кроме того, встречаются чертежи, выполненные на нескольких листах, насыщенные графикой: виды, разрезы, размеры, знаки шероховатости и пр. Прорабатывать такие документы в электронном виде на современных мониторах затруднительно. Поэтому одна их часть существует в электронном виде, а другая — распечатывается на бумаге, и далее оба вида согласовываются.
Но вот документация проверена, согласована, утверждена и выдана в технологические подразделения для расцеховки и подготовки производства. Технологи имеют возможность с помощью системы ЛОЦМАН-Расцеховщик оперативно назначить маршрут заготовки и определить расход основного материала и перечень ДСЕ, изготавливаемых по кооперации, назначить маршрут и, при необходимости, его варианты (т. н. «обходные варианты маршрутов»). На этом этапе формируется технологический состав изделия, включающий сведения о совместно обрабатываемых деталях или без которых невозможно его изготовить и испытать. Иногда увеличивают количество некоторых ДСЕ в изделии, что связано с необходимостью настройки, испытаний или для учета потерь от вероятного брака. Следует отметить, что для всех ДСЕ, используемых в других изделиях, в системе ЛОЦМАН-Расцеховщик уже содержится информация о маршрутах и заготовках, что значительно сокращает время выполнения расцеховки по сравнению с «ручным» вариантом — нет надобности искать данные в старых документах и переписывать их в новые.
Фактически использование этой системы изменяет и подход к данному этапу ТПП: первоочередной является не задача внесения данных в требуемые ячейки документа и выдача его в подразделения предприятия, а формирование массива информации, необходимой для получения отчетов — различных сводных, подетально-специфированных или поцеховых ведомостей (маршрутов, материалов, покупных изделий, заготовок и т. п.). Как правило, главные документы, формируемые по результатам расцеховки, — сводная конструкторско-технологическая и материальная спецификации.
В чем же преимущества применения систем ЛОЦМАН:PLM, ЛОЦМАН-Расцеховщик и Системы нормирования материалов при расцеховке?
Во-первых, имеется возможность работы над комплектующими изделия одновременно несколькими сотрудниками техслужб с возможностью просмотра последней актуальной версии конструкторской документации, что значительно сокращает сроки выполнения работ.
Во-вторых, отпадает необходимость в большом количестве нормировщиков (фактически назначение материала заготовки и ее параметров выполняются тем же технологом, который потом и назначает маршрут. Т. е. используя ЛОЦМАН-Расцеховщик и Систему нормирования материалов, можно получить значение массы заготовки, норму расхода материла и коэффициент его использования в полуавтоматическом режиме).
В-третьих, обеспечивается возможность предварительного просмотра, уточнения и формирования документов в любой момент времени, что значительно повышает оперативность ТПП.
В-четвертых, появляется возможность оперативно использовать информацию из расцеховки в качестве объектов базы данных, а не в виде записи на бумажном носителе, что значительно сокращает объем выпускаемой документации, сводя ее к минимуму. Например, требуется получить ведомость заготовок ДСЕ, изготавливаемых в заготовительном цехе, с указанием используемого материала и норм его расхода на изделие. При «бумажном» варианте ТПП требовалось бы найти все ДСЕ, проходящие через этот цех (пролистав большой объем документации), учесть количество ДСЕ в каждом узле, определить общую норму расхода материала для изготовления необходимого количества деталей. Процесс длительный и утомительный. При использовании же системы ЛОЦМАН:PLM получить такую информацию в любой момент времени — дело одной-двух минут.
В-пятых, достигнуто главное — обеспечено управление всей конструкторско-технологической подготовкой производства и создано единое хранилище документации на изделие с возможностью оперативного и разграниченного в правах использования информации. Искать требуемую документацию в этом случае просто, а потерять ее — практически невозможно.
Следующим этапом ТПП является оформление заказа на проектирование и изготовление средств технологического оснащения от отделов главного технолога, главного сварщика, главного металлурга, при этом оформляются либо отдельные задания на проектирование и изготовление (или доработку) конкретной единицы техоснастки, либо составляется график проектирования и изготовления.
Что же необходимо технологу для формирования такого задания? Обязательно необходим чертеж изготавливаемой ДСЕ и характеристики оборудования, на котором будет выполняться обработка с использованием заказываемого СТО. Если с чертежом проблем почти не возникает, то информацию по оборудованию часто необходимо дополнительно уточнять: технические характеристики, точность, сроки ремонта и модернизации, специализация. Добыть эту и подобную информацию в «обычных» условиях — дело сложное и долгое. А если использовать в своей работе систему ЛОЦМАН:PLM, то получить эти сведения — дело нескольких кликов «мышки», при условии, что вся требуемая информация предварительно должным образом внесена в базу данных.
При заказе новых единиц СТО технолог обязан проанализировать информацию по всей имеющейся в наличии на предприятии оснастке и инструменту. Как это сделать?
Вариант №1: пролистать все заводские нормали, а если там ничего не удалось подобрать, проcмотреть регистрационные книги конструкторских отделов и кальку СТО, затем принять решение о пригодности конкретного СТО для изготовления новых ДСЕ или заказать производство новых средств. Если оснастка может быть использована, то нужно определить, для изготовления каких ДСЕ она ранее заказывалась, в какой цех была передана, имеется ли в наличии, ее количество и состояние.
Вариант №2 (с использованием системы ЛОЦМАН:PLM): запустить поиск информации по заданным критериям и в полученном списке оснастки просмотреть учетные данные в картотеке, документацию на СТО и принять решение. Этот вариант возможен при следующих условиях: выработаны классификационно-поисковые характеристики для СТО, и все они занесены в соответствующие атрибуты объектов системы ЛОЦМАН:PLM. Кроме того, документация по СТО (паспорт СТО, акт испытаний, акт проверки и т. п.) содержит все необходимые данные для принятия решения; информация по СТО ведется оперативно до уровня цеховой кладовой. Только в этом случае обеспечивается возможность принять правильное решение по заказу той или иной единицы СТО и избежать дублирования. А вот эффект от использования поисковых возможностей ЛОЦМАН:PLM очевиден: необходимую информацию по оснастке можно получить за несколько минут!
После того как назначены маршруты перемещения ДСЕ, инженеры технологических служб начинают разработку документации на технологические процессы изготовления деталей и узлов, предусматривающую следующие процедуры:
Разработка технологических процессов и выпуск документации — самый рутинный и, вместе с этим, самый творческий этап всей ТПП. При всем многообразии научного описания подходов и методов разработки технологического процесса никто до сих пор не ответил на вопрос: а каким же образом технолог выбирает именно этот вариант обработки? Чем он руководствуется? Отвечу так: всем сразу, причем производственный опыт трудно отделить от интуиции, а выработанные ранее и используемые годами технологические решения каждый раз требуется соотносить с реалиями сегодняшнего дня. Да, очень часто технолог использует типовые решения в своей повседневной работе, но ведь только он сам и никто другой выбирает именно это решение, а не иное, из всего их многообразия.
Что использует технолог в своей работе при обычном неавтоматизированном подходе к разработке техпроцессов? Бумагу, карандаш, справочники, заводские нормали, паспорта станков и чертежи оснастки… Большая часть времени технолога используется, к сожалению, неэффективно. Поэтому задачу повышения эффективности его труда можно сформулировать так: технологу необходимо предоставить такой инструмент для повседневной деятельности, который позволил бы ему оперативно:
С этими задачами успешно справляется система автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ и ее модули. Самая главная особенность данной САПР — это формирование технологического процесса не в виде набора большого числа строк, а в виде иерархически взаимосвязанных объектов — операций и переходов, оборудования и инструмента, элементов конструкции и элементов операций. Эта информация в системе представлена в виде дерева, в корне которого находится деталь или узел, а ветвями являются этапы техпроцесса. На основании этих данных можно в любой момент сформировать комплект документов.
Для технологов «старой формации» такая форма документооборота несколько непривычна, но именно этот вариант прекрасно обеспечивает решение одной из задач автоматизации — сокращение сроков разработки техдокументации, т. к. информация в виде дерева может быть легко, при необходимости, свернута и развернута до любого уровня. К любой его ветви можно добавить необходимый фрагмент технологии, который, в свою очередь, может быть также многоуровневым. Система ВЕРТИКАЛЬ позволяет получить целостное представление о техпроцессе в одном рабочем окне — технолог видит сразу всю его структуру. Комплексное отображение способствует лучшему восприятию и пониманию разработки и способствует возникновению новых идей и решений.
Доля рутинных действий при разработке техпроцессов значительно снижается, при этом появляются преимущества, по достоинству оцененные специалистами:
1. Удобная функция ввода в разрабатываемую документацию фрагментов уже имеющихся технологических процессов (заготовительные и завершающие) или копирования информации из других процессов.
2. Гибкий и динамичный справочник, позволяющий предприятию самостоятельно сформировать необходимые разделы (оборудование, инструмент и др.) и назначить логическую связь между ними.
3. Автоматическая проверка заполнения обязательных атрибутов в технологических картах.
4. Формирование комплекта документов на технологический процесс в любой момент времени.
5. Интеграция с системой управления инженерными данными и жизненным циклом изделия ЛОЦМАН:PLM, которая обеспечивает создание единого хранилища технологической информации и документации с возможностью оперативного формирования требуемых отчетов (например, ведомость используемых СТО при изготовлении изделия, ведомость загрузки оборудования, сводная ведомость технологического процесса, трудовые нормативы и т. п.).
Следует отметить, что наибольший эффект достигается от комплексного применения систем автоматизированного проектирования и управления инженерными данными, т. к. работа технолога не ограничивается только разработкой технологической документации для изготовления конкретной детали или узла какого-либо изделия, но и включает в себя задачи обобщения различных данных и составления сводных документов технологической направленности.
В производственных подразделениях предприятия часто необходимо оперативное получение данных по материальным и трудовым затратам на изготовление продукции и СТО в цехах основного и вспомогательного производства. Например, в ОТЗ и БТЗ любого цеха на любом предприятии всегда востребованы данные по трудоемкости изготовления как отдельной детали, так и изделия в целом. В техбюро цеха всегда будет актуальна функция, характеризующая применяемость того или иного СТО для изготовления продукции; ну, и куда же без перечня ДСЕ, изготавливаемого цехом. Всю эту и другую информацию можно легко получить, используя систему ЛОЦМАН:PLM.
Одним из трудозатратных этапов ТПП является отладка технологических процессов, включающая в себя:
Результатом этого этапа ТПП является внесение изменений в различные документы — сводную конструкторско-технологическую спецификацию (параметры заготовок и нормы расхода основных материалов, маршруты) и технологические процессы (состав выполняемых операций и переходов, используемые СТО, трудоемкость выполнения операций и др.). Все это реализовано в системе ЛОЦМАН:PLM с помощью процедуры проведения изменений, согласно ГОСТ 2.503-90: создание извещения на изменение (ИИ), его согласование и утверждение, проведение ИИ. В результате выполнения процедуры в базе данных появляется новая версия объектов «Заготовка», «Маршрут», «Технологический процесс», а предыдущие версии этих ранее созданных объектов переходят в состояние «Аннулирован». При необходимости можно просмотреть ранее действовавшие версии измененных объектов.
Что же в итоге? С одной стороны, существует программное обеспечение, позволяющее эффективно построить работу технологических служб, с другой — более чем скромные результаты (по сравнению с тем, что можно было бы достичь) на предприятиях. Здесь определяющими являются не только неуверенная позиция руководителей технических служб в подходе к задачам автоматизации и даже не «кадровый голод» в подразделениях. Почему-то в последнее время приходится наблюдать полное безразличие как некоторых руководителей, так и самих подчиненных к создавшейся ситуации в ТПП: отсутствие техпроцессов — «а рабочий знает лучше, как ему делать детали»; невозможность найти уже применявшееся ранее приспособление на участке (в куче хлама) — «ОГТ виновато, т. к. вовремя не заказана оснастка»; превышение норм расхода материалов при изготовлении — «некому нормировать, да и сложно это…»; наличие в техпроцессах формулировок «обработать по чертежу» (в какой последовательности, с помощью чего?) — «нет квалифицированных технологов». И еще много чего…
На мой взгляд, причина — обесценивание как инженерного труда, так и самого инженера, причем обесценивание в буквальном смысле этого слова. На многих предприятиях перестали уделять должное внимание вопросам переподготовки кадров, повышению профессионального уровня специалистов и рабочих. В результате инженерами «работают» (но таковыми не являются!) абсолютно случайные люди. Повышать эффективность труда непрофессионалов любыми методами — дело неблагодарное и пустяшное. Эти люди не обладают ни широтой технического кругозора, ни эрудицией. Больше того, они не могут ясно излагать свои мысли, используют в речи слова «паразиты». Т. е. повышение эффективности инженерного труда, и в частности ТПП, — это большая и кропотливая задача формирования нового поколения специалистов, способных к восприятию новых технических тенденций, не зараженных вирусом безразличия к результатам своего труда. Именно в них — будущее машиностроения.
Или вы надеетесь на эффективное производство без радикальных перемен? Вы за сохранение старых принципов работы? Лично я — против! И никогда не буду «за!»
