CAD/CAm/CAe Observer #8 (108) / 2016
Современное развитие экономики определяется повышением конкуренции на рынке, новыми технологиями в сфере производства товаров. Важнейшим фактором эффективности работы предприятий становится способность в кратчайшие сроки создавать и организовывать производство широкого спектра изделий и их модификаций в соответствии с потребностями рынка, в условиях максимально возможной оптимизации расходов на материальные и трудовые ресурсы, необходимые для производственного процесса. Повышается роль таких факторов, как скорость принятия управленческих решений, оптимизационное планирование с учетом ограничений в ресурсах и диспетчирование производства.
Если говорить об информационных системах, то базовые общемашиностроительные системы технологической подготовки производства (ТПП) предполагают наличие в электронном виде проработанного и утвержденного конструкторского состава изделия, запускаемого в производство. Системы планирования производства строятся в предположении, что до начала производства уже известны или будут детально прорабатываться технологические описания процессов (маршрутный техпроцесс) с расчетом точных данных – по порядку операций, материальному и трудовому нормированию. Такой подход приводит к затягиванию сроков организации производства.
Существующий вариант запуска конструкторской документации в производство на основе ориентировочных данных для новых детале-cборочных единиц (ДСЕ) или данных по ранее выпущенным аналогам – то есть без оформления детальных ТП и расчетов материальных и трудовых ресурсов – приводит к тому, что планирование ведется на основе “грубой” информации, не соответствующей реальной ситуации.
Список документов запуска
Проработка конструкторско-технологической спецификации
Нормирование материалов и образцов
Решение, обеспечивающее сокращение сроков “вывода” изделий на рынок с повышением качества планирования производства и формирования актуальной информации по выпускаемым изделиям, может быть следующим: внедрение поэтапной (порционной) модели запуска конструкторской документации (КД) в производство с параллельной укрупненной технологической подготовкой. Данная модель подготовки и запуска изделий в производство предполагает, что производственные процессы по компонентам изделия начинаются до завершения формирования всего комплекта конструкторской и технологической (ТД) документации на изделие.
Управление планом производства
Управление потребностями в материалах
Такая методология широко применяется в опытном авиастроении, судостроении и единичном машиностроении, где производственный цикл проектирования и изготовления изделия составляет более двух-трех месяцев.
При такой модели производства те части изделий, на которые существует КД, запускаются отдельными документами запуска (ДЗ), содержащими в себе состав ДСЕ. Это подразумевает как опережающий запуск ДСЕ в производство для конкретного изделия, так и группировку ДСЕ по партиям запуска для различных изделий в соответствии с их общей потребностью.
В этом случае обеспечивается сокращение сроков за счет запуска узлов и агрегатов в производство по мере готовности КД, не дожидаясь готовности КД на изделие в целом. Процесс изготовления продукции оптимизируется, поскольку в производство передаются составы ДСЕ, сгруппированные по партиям запуска и по цехам-изготовителям.
Для организации порционного запуска, планирование партий запуска ДСЕ происходит еще на стадии конструкторского проектирования, совместно со специалистами планово-диспетчерского отдела (ПДО). На этапе создания ДЗ планируются очередность и состав партий запуска, определяемый составом ДСЕ ДЗ. Происходит предварительная проработка потребности в материально-трудовых ресурсах, изучаются возможности приобретения соответствующих комплектующих, оценивается экономическая целесообразность изготовления либо приобретения существующих на рынке аналогов, начинается работа служб по подготовке производства конкретных изделий или номенклатуры изделий. В дальнейшем все изменения на постоянной основе отслеживаются в общем информационном пространстве планирования и изготовления ДСЕ. Обеспечивается учет всех технологических и производственных операций по каждому экземпляру изделия.
Лимитно-заборная карта
Такая организация производственного процесса требует эффективного взаимодействия всех служб и подразделений предприятия в едином информационном пространстве.
При порционном запуске КД в производство традиционные общемашиностроительные системы планирования производства, использующие методологию детального планирования (MRP II), применяться не могут, так как на момент расчета плана на производственный заказ (ПЗ) еще нет полных данных о конструкторско-технологическом составе ПЗ и, соответственно, самого изделия.
Для обеспечения возможности оперативного управления и расчета плана производства при порционном запуске КД в производство применима методология APS (Advanced Planning & Scheduling) – усовершенствованного синхронного планирования с учетом всех ограничений в производственных ресурсах.
Данная методология, наряду со своими базовыми функциями по организации непосредственно производства и цепочек поставок, должна обеспечивать решение следующего комплекса задач:
• ведение перечня-графика выпуска ДЗ;
• конфигурирование актуального состава ДСЕ ДЗ при первичном запуске в производство и управление изменениями в производстве на конкретный экземпляр изделия;
• определение номенклатуры материалов и оценка их количества, необходимого для постройки единичного изделия или партии изделий;
• определение маршрутов изготовления (расцеховок) деталей и сборочных единиц (ДСЕ) совместно с ориентировочными оценками трудоемкости изготовления по видам производства (цехам и видам работ);
• определение номенклатуры ДСЕ, изготовляемых по кооперации;
• определение необходимых средств нестандартного технологического оснащения (СТО) для изготовления партии или единичного изделия;
• подготовка технологических данных директивного характера для этапа “Разработка технологических процессов изготовления ДСЕ”. Это могут быть, например, размеры заготовки, требование замены материала (при необходимости), технические требования на изготовление ДСЕ, перечень необходимых технологических образцов и их характеристики.
Таким образом, выполнение рассматриваемой задачи позволяет предоставить службам материально-технического снабжения (ОМТС и ОК):
• ориентировочные данные о номенклатуре и объемах закупок материалов, готовых изделий и комплектующих, необходимых для производства партии изделий;
• подготовить данные в планово-диспетчерский отдел (ПДО), необходимые для планирования загрузок производственных ресурсов.
Такой подход, основанный на использовании ориентировочных данных, позволяет сократить сроки закупок необходимых материалов, значительно сократить сроки технической подготовки и планирования изготовления изделий, подготовки и изготовления необходимой техоснастки.
Карта учета ДЗ
Отчет по проработке ДСЕ
Реализация данной методологии на предриятии требует интеграции всех информационных ресурсов предприятия в единую систему электронного безбумажного производства. С учетом развития современных программных средств эта задача решается с помощью Web-технологий, которые обеспечивают совместную работу разнородных систем и массивов данных.
Корпоративную Web-среду формирует совокупность серверов, обеспечивающих комплекс процедур, функций и сервисов, тесно взаимодействующих друг с другом посредством Web-протоколов, XML и пр. Данная среда, являясь по своей сути, информационной шиной, интегрирует работу служб предприятия (или предприятий) в соответствии с их ролью в жизненном цикле изделия. Различные автоматизированные системы и базы данных (например, PDM Search, TeamCentre, dBase-ориентированные СУБД), которые используются в соответствующих службах, а также накопленная в них информация, интегрируются в этой информационной среде и продолжают функционировать в разрезе решаемых ими задач. Строящаяся по такому принципу система управления не разрушает сложившиеся на предприятии производственные бизнес-процессы, а позволяет их модернизировать по мере оптимизации производства и развития технологий. Это делает процесс внедрения системы менее болезненным – как для персонала, так и для производственной программы предприятия.
Входной информацией для такой системы управления являются созданный в электронном виде документ запуска на порцию изделия, электронная структура изделия в рамках документа запуска и соответствующая справочная информация, определяющая ресурсы производства. Среда накапливает актуальную базу знаний обо всех этапах производства изделий, способна выдавать рекомендации и корректировать действия пользователей на основе заложенной в ней информации.
Для работы достаточно использовать стандартные веб-браузеры. Доступ к информации предоставляется в соответствии с установленными правами “брать” и “отдавать” по отношению к актуальным данным проекта для всех служб предприятия.
Создание единой веб-среды управления производственными процессами и данными предприятия позволяет эффективно реализовать механизмы “порционного” запуска КД в производство и технологии APS-планирования, что необходимо для сокращения сроков вывода новых изделий на рынок и повышения эффективности работы предприятия. Благодаря развитию информационных технологий и накопленным специалистами знаниям, реализация таких решений стала возможной сегодня на экономически выгодных временных и финансовых условиях.
Описанная методология реализована в системах “APS-предприятие” и “APS-ИнфоСфера”, которые обеспечивают функционирование безбумажного информационного производства, не нарушая существующие на предприятии бизнес-процессы.
На сегодняшний день такие подходы к организации производства постепенно внедряются на предприятиях Украины.
Развитие этого процесса позволяет повышать эффективность производственных отношений внутри предприятия и расширяет возможность взаимодействия при реализации общих проектов.
А.Г. Парамонов (АО “Аркада”), А.В. Петренко (ООО “А-Просистем”), Н.А. Ляшенко (ГП “Антонов”)