Современное состояние автоматизации технологического проектирования

   Результатом использования данной системы на КЗ РТИ являются:

   - сокращение времени создания  комплекта конструкторской документации на пресс-формы до 10-20 минут;

   - повышение надежности принимаемых  решений;

   - снижение требований к квалификации работающего персонала.

   Тенденции развития. Последний год двадцатого века был для компании ООО «Центр СПРУТ-Т» непростым. В августе 2000 года ушел из жизни один из основателей компании Андрей Алексеевич Крючков, возглавлявший ее на протяжении двенадцати лет. Но направление деятельности компании с приходом нового руководства не изменилось. «Стратегия развития компании заключается в разработке инструментальных средств создания прикладных САПР, — говорит генеральный директор ООО «Центр СПРУТ-Т» Борис Владимирович Кузьмин. — Решения, предлагаемые компанией, остаются неизменными:

   - оказание    промышленным предприятиям  услуг в виде инженерного аудита  и разработки проектов автоматизации производств;

   - разработка прикладных систем  на заказ для конкретных промышленных предприятий (это могут быть как локальные, так и комплексные задачи);

   тиражирование программных средств среды СПРУТ  для разработки пользователями прикладных САПР».

   Продолжается  развитие интерактивных средств  создания специализированных систем, дальнейшее развитие получат SprutCAM, SprutCAD и СПРУТ-ТП, планируется более активное развитие в системе СПРУТ TDM/PDM-технологий и закрепление достигнутых позиций в различных отраслях промышленности, в частности:

   - в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении;

   - нефтехимическом машиностроении;

   - мебельной промышленности;

   - шинной промышленности (проектирование  оснастки для изготовления шин);

   - производстве асинхронных электродвигателей;

   - инструментальном производстве (в  первую очередь проектирование штамповой оснастки для холодной листовой и объемной штамповки) и др. 

   7.12 CALS – технологии 

   В настоящее время в станкоинструментальной отрасли складываются некоторые  объективные предпосылки для  преодоления последствий кризиса 90-х гг., определяемые следующими факторами: необходимостью развития отечественного машиностроения для замещения дорогостоящего импорта, что связано с обновлением парка технологического оборудования; наметившимся курсом на возрождение отечественного машиностроения; повышением конкурентоспособности отечественного оборудования на мировом рынке из-за снижения валютных цен на него.

   Перед машиностроением России стоит сложнейшая проблема перевода предприятий на новые компьютерные технологии разработки, производства и эксплуатации наукоемкой продукции. Для решения этой проблемы потребуется реализация комплекса научно-технических, структурно-организационных и нормативно-правовых мероприятий [24].

   Анализ  тенденций развития современного промышленного  производства показывает, что проблемы обеспечения качества и конкурентоспособности машиностроительной продукции невозможно решить без применения современных информационных технологий. В промышленно развитых странах уже более 10 лет активно реализуется широкомасштабная программа создания принципиально новых компьютерных технологий информационной поддержки и автоматизации процессов разработки, производства, сбыта и эксплуатации наукоемкой продукции, в том числе конкурентоспособного оборудования для машиностроительного производства. Такие технологии, основанные на системном подходе к описанию жизненного цикла изделий, получили название CALS-технологий (Continuous Acquisition Life-cycle Support).

   В общем виде создание конкурентоспособного оборудования может быть представлено в виде функциональной модели бизнес-процесса.

   На  первом этапе в результате маркетинговых  исследований определяются будущие  потребительские свойства, требуемый  объем выпуска и возможная  цена реализации изделий. Затем устанавливают технические характеристики изделий, достижение которых возможно при рассмотрении многовариантных  конструкторских решений (второй этап), а также в процессе технологической подготовки производства (ТПП — третий этап) и изготовления (четвертый этап). Из множества допустимых конструкторско-технологических решений выбирают те, которые обеспечивают наименьшие издержки производства или наименьшие суммарные затраты в случае покупки комплектующих изделий.

   Одновременно  формируется  оптимальная структура  производства по критериям привлечения необходимого и достаточного (по квалификации и численности) персонала, построения эффективной системы управления, планирования загрузки оборудования и т.д. Далее в итерационном режиме проверяется возможность достижения требуемых технических характеристик и объема выпуска (пятый этап). Поставленная задача решается посредством информационной системы, основанной на многоуровневой модели анализа и расчета показателей конкурентоспособности изделий.

   В рамках реализации общей системы  создания конкурентоспособного оборудования в МГТУ "Станкин" разработана и проходит промышленную апробацию интеллектуальная автоматизированная система конструкторско-технологического проектирования и управления (CAD/CAM/PPS), предназначенная для компьютерного сопровождения жизненного цикла изделия и связанная с проектированием, изготовлением, планированием и управлением применительно к различным машиностроительным производствам (станкостроительному, автомобильному, аэрокосмическому и др.).

   Система состоит из восьми основных подсистем: 1) автоматизированного конструирования T-Flex CAD [разработана совместно с компанией "Топ-системы" (Москва)]; 2) технологического проектирования СИТЕП МО; 3) автоматизированного программирования систем ЧПУ станков (T-Flex ЧПУ); 4) планирования и управления производством "Фобос"; 5) управления складами и заказами; 6) обеспечения инструментом, приспособлениями и оснасткой; 7) планирования производства и управления затратами; 8) управления кадрами и начисления заработной платы (четыре последние подсистемы разработаны совместно с рядом организаций).

   Все подсистемы объединены в сеть, выполнены  с использованием современных CASE-, RAD-и CALS-технологий в соответствии со стандартами STEP и ISO 9000 и полностью адаптированы к условиям российских предприятий.

   Пользовательский  интерфейс системы и ее функциональные блоки разработаны с применением  новейших системных средств проектирования — интегрированной системы визуальной разработки программ Delphi 3, методов OLE Automation 2,0, динамически подсоединяемых библиотек DLL, языка запросов SQL и самой популярной российской графической системы параметрического проектирования и черчения T-Flex Parametric CAD. Последняя организует связь между конструктором и технологом на базе единого информационного представления чертежей и обеспечивает возможность автоматизированного создания операционных эскизов и программирования систем ЧПУ.

   На  базе последних достижений в области  системного программного обеспечения  создано семейство интегрированных  систем технологического проектирования (СИТЕП), основные достоинства которых указаны ниже.

   1 Инвариантность, т.е. возможность  использования СИТЕП в качестве  универсального инструментального средства для создания систем технологического проектирования для различных методов обработки.

   2 Объединение всех систем технологического  проектирования предприятия, создаваемых  в среде СИТЕП, общей методологией и инструментальными средствами, благодаря чему они легко интегрируются в сеть. В то же время в каждой системе могут решаться свои (специфические для конкретного метода обработки) задачи; к ней могут подключаться дополнительные программные модули, отражающие специфику метода обработки.

   3 Полный охват существующих методов  технологического проектирования, которые применяются в машиностроении: редактирование аналогов, типизация технологических процессов (ТП), группирование, синтез структуры ТП.

   4 Высокая степень автоматизации  проектирования при использовании  методов типизации, которая обеспечивается  автоматическим выбором типовых ТП и их настройкой на деталь, подлежащую изготовлению.

   Подсистема T-Flex ЧПУ позволяет создавать управляющие  программы в автоматизированном режиме для многих видов обработки  — токарной, сверлильной, фрезерной (2,5-, 3-, 5-координатной), электроэрозионной, лазерной. В состав базового модуля этой подсистемы входят: математическое ядро, ориентированное на технологические расчеты и работающее совместно с математическим ядром ACIS фирмы Spatial Technology (США); редактор инструмента; набор типовых постпроцессоров; имитатор обработки.

   Подсистема "Фобос" составляет ядро системы  управления цехом, интегрируя ТПП, оперативное  календарное планирование (расчет, коррекцию и компьютерную поддержку  производственных расписаний) и диспетчерский  контроль за состоянием обрабатываемых детале-сборочных единиц в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства.

   Функциональные  возможности этой подсистемы весьма широки. Они охватывают формирование оперативного плана работы производственного подразделения; оценку экономической эффективности оперативного плана, выбор критериев расчета и коррекции производственного расписания; составление этого расписания, формирование графика запуска-выпуска партий деталей, выдачу сменно-суточных заданий на рабочие места; запуск партий детале-сборочных единиц на обработку; диспетчерский контроль за выполнением оперативных заданий; оперативную реакцию на незначительные неисправности оборудования и отклонения фактических значений времени обработки от плановых; документирование ТП в соответствии со стандартом ISO 9000.

   Для связи подсистем семейства СИТЕП  с подсистемой "Фобос" разработан специальный модуль, который управляет  процессом передачи технологических данных из приложений СИТЕП в приложения "Фобос". Программное приложение, реализующее модуль "Интеграция", использует архитектуру клиент сервер, что дает возможность полностью автоматизировать процедуру передачи данных по локальной вычислительной сети.

   Промышленная  эксплуатация подсистемы "Фобос" позволяет благодаря эффективной  организации производства минимизировать материальные и трудовые затраты, повысить фондоотдачу технологического оборудования, снизить себестоимость продукции. Подсистема установлена и эксплуатируется до трех лет и дольше на 20 крупных машиностроительных предприятиях России, стран СНГ, Германии и Китая.

   Разработанные программные продукты по критерию цена — качество успешно конкурируют  на рынке с такими известными западными  продуктами, как AutoCAD-14, Solid works и др.

   Не  менее важны структурно-организационные проблемы отечественного промышленного производства, в том числе реструктуризация производственного потенциала предприятий, который за последние годы значительно сократился из-за дефицита инвестиций, а также физического и морального старения парка технологического оборудования. Реструктуризация должна производиться на основе как модернизации имеющегося парка оборудования, так и приобретения нового оборудования, отличающегося принципиально иными техническими характеристиками (прецизионность, высокие скорости обработки и т.д.).

   При этом необходимо решать ряд задач: анализировать  существующий производственный потенциал  предприятия для определения  возможности организации производства перспективной конкурентоспособной  продукции; выявлять "узкие места" в технологических цепочках; разрабатывать предложения по ликвидации "узких мест" путем приобретения нового оборудования или модернизации имеющегося; оценивать объем инвестиций, необходимых для реструктуризации производственного потенциала.

   При оценке конкурентоспособности оборудования рассматриваются три группы показателей: 1) технические, характеризующие потребительские свойства оборудования; 2) экономические, определяющие затраты, которые несет пользователь в процессе приобретения и эксплуатации оборудования; 3) неценовые — все прочие показатели, характеризующие полезность оборудования для пользователя.

   Методика  оценки технических показателей  к настоящему времени разработана  достаточно хорошо, а экономических  и неценовых — в меньшей  степени.

   Экономические показатели характеризуют суммарные затраты пользователя на приобретение и эксплуатацию станка. При оценке конкурентоспособности экономические показатели являются обратными, так как их уменьшение способствует повышению конкурентоспособности (в других случаях они могут быть прямыми). Определение стоимости станка, входящей в цену его приобретения, базируется на методологии оценки стоимости машин и оборудования.

   Группа  неценовых показателей учитывает  прочие факторы, влияющие на конкурентоспособность  станков. Поясним здесь ряд понятий, характеризующих эти показатели. Условия поставки, определяемые способом фиксации цены (твердая, подвижная, скользящая) и способом платежа (предоплата, в кредит, наличными), а также показатель Гудвилл (Goodwill) оценивают качественно, исходя из рейтинга, установленного экспертным путем. Наличие сертификата оценивают тоже качественно по факту прохождения станком добровольной или(и) обязательной сертификации.