CC BY
6
УДК 004
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-8-331 -332
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ЗАВОДА СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА МАЛЫХ
КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
И.С. Ткаченко, Д.В. Антипов
В статье рассматриваются модели и инструментарий создания и функционирования цифровых заводов по серийному роботизированному производству малых космических аппаратов; описываются физические и цифровые компоненты цифрового завода; приводится перечень процессов цифрового завода.
Ключевые слова: малые космические аппараты, серийное роботизированное производство малых космических аппаратов, киберфизическая производственная система, концептуальная модель цифрового завода серийного производства, цифровизация производственных процессов, интеллектуальная производственная ячейка, цифровой двойник производственной системы.
Описанные в настоящей статье научно-исследовательские результаты получены в рамках выполнения государственного задания FSSS-2023-007.
В настоящее время одним из путей сокращения сроков создания изделий ракетно-космической техники является широкое внедрение цифровых технологий. Использование таких технологий позволяет оперативно рассматривать большое количество альтернатив и производить выбор как оптимального конструктивного решения, так и эффективного производственного процесса. Внедрение цифровых технологий на всех этапах жизненного цикла позволит существенно сократить время проектирования и изготовления такой высокотехнологичной продукции, как малые космические аппараты.
Особенно актуальным внедрение цифровых технологий в процесс создания космической техники становится в контексте бурного развития многоспутниковых систем. Многоспутниковые космические системы состоят из сотен и даже тысяч малых космических аппаратов (МКА) на низкой орбите высотой от 500 до 1600 км. Их широкое развитие в настоящее время связано с возросшими требованиями к глобальности, скорости и объёмам информационного обмена. Они позволяют эффективно решать проблемы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), широкополосного доступа в Интернет, навигации, метеорологии, телерадиовещании и др. В различных странах мира сейчас создаются или прорабатываются вопросы создания примерно 20 таких систем. Наиболее известными и яркими примерами многоспутниковых систем на данный момент являются группировки «Starlink», «OneWeb» и «Planet».
Серийное производство МКА к цифровой трансформации процессов проектирования и производства. Научной проблемой является отсутствие научно-обоснованной концептуальной модели цифрового завода серийного производства МКА, учитывающей конструкции МКА, применении в их составе современных материалов, а также использования передовых производственных технологий. Концептуальная модель должна описывать производственную систему как рациональную структуру элементов, направленных на повышение производительности труда и выпуск конкурентоспособной продукции, мирового уровня, в жатые сроки и с требуемым уровнем качества.
Внедрение цифровых технологий в производственные процессы осуществляется на основе создания ки-берфизических производственных систем. «Киберфизическая производственная система» — комплексная распределенная информационно-технологическая система, интегрирующая цифровые ресурсы (цифровые компоненты) и физические сущности (физические компоненты) любого вида для организации и оптимизации процессов управления производственными элементами с возможностью интеллектуальной обработки и реконфигурации потоков на базе теории кибернетики, мехатроники, проектирования и науки о процессах [1].
Основной структурной единицей киберфизической производственной системы является интеллектуальная производственная ячейка (ИПЯ). Интеллектуальная производственная ячейка - ключевая функциональная производственная единица, в состав которой входит автоматизированное производственное оборудование, роботизированные комплексы, средства автоматизации измерения и контроля качества, средства машинного зрения, средства дополненной реальности, для обеспечения гибкости и производительности производственных процессов, а также качества выпускаемой продукции.
Целью работы является создание концептуальной модели цифрового завода серийного производства МКА, позволяющей разрабатывать комплексные программы мероприятий по созданию и функционированию ки-берфизической производственной системы, с учетом отраслевой специфики. В качестве объекта аэрокосмической отрасли выбран малый космических аппарат (МКА) дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) на базе платформы кубсат. Для достижения цели научной работы определен ряд задач:
1. Провести анализ и разработать структурную схему цифрового завода серийного производства МКА, с выделением цифровых компонентов, бизнес-процессов и физических компонентов.
2. Разработать классификацию автоматизированных информационных систем, являющихся основой цифровой составляющей концептуальной модели. На основании классификации разработать архитектуру цифровых компонентов.
3. Описать классификацию компонентов и технологий интеллектуальной производственной ячейки.
4. Описать ключевые компетенции команды специалистов по созданию и функционированию цифрового завода серийного производства.
В соответствии с классификацией А.И. Боровкова киберфизические системы подразделяются на: цифровые фабрики; умные фабрики; виртуальные фабрики [1, 2, 3]. «Цифровые фабрики» - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от стадии исследования и планирования, когда закладываются базовые принципы изделия, и заканчивая созданием цифрового макета, «цифрового двойника», опытного образца или мелкой серии. Цифровая фабрика подразумевает наличие «умных» моделей продуктов или изделий (машин, конструкций, агрегатов, приборов, установок и т. д.) на основе новой парадигмы цифрового проектирования и моделирования Smart Digital Twin - [(Simulation & Optimization) Smart Big Data]-Driven Advanced (Design & Manufacturing). «Умные
331
фабрики» - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения от заготовки до готового изделия, отличительными чертами которого является высокий уровень автоматизации и роботизации, исключающий человеческий фактор и связанные с этим ошибки, ведущие к потере качества («безлюдное производство»). В качестве входного продукта «Умных» фабрик, как правило, используются результаты работы Цифровых фабрик. «Умная» фабрика обычно подразумевает наличие оборудования для производства станков с числовым программным управлением, промышленных роботов и т. д., а также автоматизированных систем управления технологическими процессами (Industrial Control System, ICS) и систем оперативного управления производственными процессами на уровне цеха (Manufacturing Execution System, MES). «Виртуальные фабрики» - системы комплексных технологических решений, обеспечивающие в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения за счет объединения Цифровых и (или) «Умных» фабрик в распределенную сеть. Виртуальная фабрика подразумевает наличие информационных систем управления предприятием (Enterprise Application Systems, EAS), позволяющих разрабатывать и использовать в виде единого объекта виртуальную модель всех организационных, технологических, логистических и прочих процессов на уровне глобальных цепочек поставок (поставки ^ производство ^ дистрибьюция и логистика ^ сбыт ^ послепродажное обслуживание) и (или) на уровне распределенных производственных активов.
С точки зрения этапов жизненного цикла изделия цифровая фабрика относится к этапу проектирования и разработка продукции, умная фабрика относится к этапу производства серийной валидированной продукции, а виртуальная фабрика объединяет в себя цепи поставщиков материалов и компонентов.
На основе приведенных определений цифровых, умных и виртуальных фабрик, а также с учётом особенностей аэрокосмической отрасти, нами сформулировано определение «Цифровой завод серийного производства малых космических аппаратов». Цифровой завод серийного производства малых космических аппаратов - киберфи-зическая производственная система с высоким уровнем цифровизации бизнес-процессов, автоматизации и роботизации производственных процессов для обеспечения их стабильности и воспроизводимости, исключающий человеческий фактор и связанные с этим ошибки, ведущие к потере качества («безлюдное производство»), обеспечивающая серийное производство глобально конкурентоспособной продукции с максимальной гибкостью и производительностью.
Цифровой завод серийного роботизированного производства является потребителем цифровых моделей, цифровых двойников изделий от цифровой фабрики. Для описания взаимодействия и структурирования элементов цифрового завода разработана структурная модель цифрового завода, состоящая из трех групп компонентов:
- цифровые компоненты, необходимые для организации и управления процессами серийного производства;
- процессы серийного роботизированного производства;
- физические компоненты представляющие собой средства и предметы труда.
Структурная модель цифрового завода по серийному производству МКА приведена на рисунке 1.
Цифровой завод пс серииноллу роботизированному производству МКА
| :.-! . '-M лн.'■-: |
т
Управление организацией | CRM | | ERP I I SCM I I 2
H
Управление иьокенерньздш данными I PPM I I IETM I
Управление производством Г MES I
Единая цифровая платформа, включающая сервисы (Програмные модули)
Бизнес-процессы цифрового завода
Конструкгорско-технояогическав проработка (адаптация под серийное производство)- технологическая подготовка производства ; Орган из ацря производств; КЧэделироаание производственном процессов; Управление производствам и запасами; Логистика и идентификация; пре+еведство и испытания; вэлидация произведет as.
yfe
Интеллектуальные производственные ячеики матричного производста
хранена и >чега материалов и
Информационные et
Рис. 1. Структурная модель цифрового завода серийного производства МКА
В периметр цифрового завода входят производственные процессы и интегрированные в них физическое и цифровое пространство. Физическое пространство состоит из интеллектуальных производственных ячеек матричного производства [9]. Цифровое пространство состоит из цифровых компонентов, включающих автоматизированные информационные системы, специализированные программные модули, цифровые двойники изделий, цифровые двойники производственных процессов и производственных систем, автоматизированные рабочие места. Основным информационным входом в цифровой завод является цифровая модель МКА, который будет серийно производится в цифровом заводе. Цифровая модель МКА создается разработчиком космической техники - инжиниринговой компа-
нией (конструкторским бюро), обладающей свойствами цифровой фабрикой. Для цифрового завода по серийному роботизированному производству МКА цифровая фабрика является «поставщиком» цифровой конструкции МКА. Основным материальным входом в цифровой завод является поставляемые компоненты и материалы для производства и сборки МКА. Компоненты и материалы поставляются предприятиями поставщиками, которые включаются в цепочки поставок и интегрируются в «Единое цифровое пространство». Единое цифровое пространство цифрового завода - это совокупность автоматизированных информационных систем в которые интегрированы разработчики МКА (цифровые фабрики), поставщики компонентов и материалов и цифровой завод по серийному роботизированному производству МКА.
Ключевым аспектом функционирования цифрового завода является организация серийных производственных процессов, позволяющая производить серийную продукцию, обеспечиваю максимальную гибкость и производительность. В таблице 1 приведены особенности серийного производства высокотехнологичной продукцией.
Таблица 1
Особенности серийного производства высокотехнологичной продукцией_
Наименование Описание
Высокая скорость производства Производственные процессы должны стремиться к максимальной скорости и снижению трудоёмкости и потерь рабочего времени. Производственные участки должны быть сбалансированы по пропускной способности (производительности).
Стабильность параметров качества выпускаемой продукции Высокая степень стандартизации производственных процессов. Высокая степень обеспечения технологическим оснащением производственных участков. Высокая степень автоматизации и роботизации. Стабильное качество поставок компонентов и материалов для обеспечения серийного производства.
Минимальные производственные издержки Высокая степень гибкость при переналадке оборудования и переходе от одного типа продукции к другому.
В основе цифрового завода заложен матричный тип производства, как наиболее подходящий для серийного роботизированного производства и сборки МКА. На рисунке 2 приведена графическая схема матричного производства.
Рис. 2. Графическая схема матричного пита производства
Матричное производство цифрового завода по серийному роботизированному производству МКА состоит из интеллектуальных производственных ячеек (ИПЯ), выполняющие отдельные технологические операции (автоматизированное хранение, аддитивное производство, механическая обработка, сварка, сборка и др.).
В таблице 2 приведен перечень компонентов (программных и аппаратных средств), применяемых в ИПЯ.
Таблица 2
Перечень программных и аппаратных средств ИПЯ_
№ Наименование Назначение
1 Роботизированные комплекты и их технологическое оснащение Для выполнения наиболее ответственных, повторяемых и высокотехнологичных технологических операций. Роботизированные комплексы предназначены для минимизации влияния человеческого фактора.
2 Автоматизированные системы хранения компонентов и материалов Для планирования пополнения, организации хранения, комплектования и выдачи компонентов и материалов в производство.
3 Автоматизированные системы хранения инструмента и оснастки Для планирования пополнения, организации хранения, комплектования и выдачи инструмента и оснастки.
4 Системы учета идентификации и прослеживаемости Для регистрации, учета, идентификации и прослеживаемости поступающих ДСЕ.
5 Автоматизированные транспортные системы Для транспортировки компонентов и материалов между производственными ячейками и оптимизации логистических затрат.
6 Системы машинного зрения Для контроля качества сборочных операций и обеспечения точности позиционирования роботов манипуляторов
7 Система автоматизированного контактного и бесконтактного контроля геометрических параметров ДСЕ Для обеспечения точности и скорости при контроле качества ДСЕ
8 Цифровые графические инструкции с применением технологии дополненной реальности Для помощи специалистом при выполнении технологических и вспомогательных операций
9 Автоматизированная система управления технологическими процессами ЗСЛБЛ Для управления параметрами технологических процессов
10 Система мониторинга и предиктивной диагностики производственных процессов и технологического оборудования Для снижения издержек при ремонте и обслуживания технологического оборудования
Все ячейки матричного производства можно разделить на три группы: универсальные (все типы МКА); перенастраиваемые (на некоторые типы МКА); специализированные (для одного типа МКА).
В данной статье приведен пример цифрового завода серийного роботизированного производства МКА, прототип которого создан в Передовой инженерной аэрокосмической школе (ПИАШ) Самарского университета им. академика С.П. Королева. Объектом производства является МКА ДЗЗ типа кубсат (16 юнитов). «Границы» производства цифрового завода ограничены процессами: входной контроль и хранения поставленных компонентов; изготовление корпусных деталей; проверочные испытания и подсборка компонентов в стапеля (для обеспечения точности позиционирования при роботизированной сборке; сборка несущих панелей МКА; сборка МКА; геометрический контроль собранного МКА; испытания (вибродинамические, термовакуумные, климатические) МКА; хранение и отгрузка испытанного МКА. Примерный перечень ИПЯ для серийного роботизированного производства МКА типа кубсат приведен в таблице 3.
Таблица 3
Примерный перечень производственных ячеек
№ Название Назначение
1. Вхо дной контроль и хранение компонентов/ материалов. Входной контроль, идентификация, автоматизированное хранение, учет, автоматизированная выдача компонентов и материалов.
2. Участок аддитивного производства и механической обработки. Аддитивное производство технологической оснастки. Изготовление корпусных деталей МКА.
3. Контроль и подготовка компонентов. Контроль и испытание входящих компонентов, сборка панелей и подготовка для роботизированной сборки МКА.
4. Измерение и контроль геометрии. Контактное и бесконтактное измерение геометрических размеров компонентов и корпусных элементов МКА, Контактное и бесконтактное измерение МКА в сборе.
5. Роботизированная сборка. Сборка панелей МКА.
6. Испытания. Испытание (вибродинамические, термовакуумные, климатические) МКА .
7. Упаковка и хранение. Упаковка, хранение и отправка МКА заказчикам.
Процессная модель, описывающая ключевые процессы цифрового завода приведена на рисунке 3. Проведена классификация процессов и выделены четыре группы процессов:
1. Процессы создания цифрового завода. Процессы создания цифрового завода обеспечивают создание и развитие интеллектуальных производственных ячеек, автоматизированных систем управления процессами «нижнего уровня» (SCADA системы) и автоматизированных информационных систем управления «верхнего уровня».
2. Процессы управления (системы PDM, MES, ERP) цифровым заводом. Процессы управления цифровым заводом направлены на управления ключевыми аспектами деятельности такими как: управление инженерными данными; управление производством; управление ресурсами организации; управление компетентностью персонала; управлению качеством. Автоматизированные информационные системы интегрированы в единую цифровую платформу, обеспечивающую «бесшовную» передачу информации между базами данных.
3. Процессы жизненного цикла изделия - процессы направлены на разработку технологии производства и моделирование производственных процессов, поставка, входной контроль и хранения входящих материалов и компонентов, производство и испытания МКА.
4. Обеспечивающие процессы. Процессы направлены на обеспечения эффективного функционирования цифрового завода. К таким процессам относятся предиктивная диагностика состояния технологического оборудования и обеспечение параметров инфраструктуры и производственной среды.
Рис. 3. Процессная модель цифрового завода по серийному роботизированному производству МКА
Для достижения целевых показателей эффективности при реализации процессов цифрового завода необходимо использовать цифровые компоненты. Разработана классификация автоматизированных информационных систем, которая приведена в таблице 4.
Таблица 4
Классификация автоматизированных информационных систем цифрового завода _по серийному производству МКА_
№ | Наименование систем
Автоматизированные информационные системы проектирования, разработки и моделирования продукции и процессов
1. CAD -Система для автоматизации процессов проектирования изделий.
CAM - Система для автоматизации расчетов траекторий перемещения режущего инструмента для обработки на станках с числовым программным управлением.
AR - Системы дополненной реальности для разработки цифровых графических рабочих инструкций по выполнению технологических и вспомогательных операций.
Автоматизированные информационные системы управления инженерными данными
2. РБМ - Система управления данными об изделии.
Е1ТМ - Интерактивные электронные технические руководства автоматизированной подготовки сопроводительной документации на сложные технические изделия в электронном виде (система управления цифровой технической документацией).
Автоматизированные информационные системы нижнего уровня
3. 8САБА - Система для управления состоянием технологических процессов, сбора и обработки данные как локально, так и удаленно в режиме реального времени.
Единая цифровая платформа, включающая программные модули (сервисы).
Автоматизированные информационные системы управления производством
4. MES - Система, обеспечивающая синхронизацию, координацию, анализ и оптимизацию процессов выпуска продукции на предприятии.
Цифровой двойник производства - совокупность моделей производственных процессов и производственных систем с обратной связью.
Автоматизированные информационные системы управления организацией «верхнего» уровня
5. CRM - Система для сбора данных о клиентах, управления сделками, задачами и проектами, анализа эффективности взаимодействий с клиентами и прогнозирования продаж.
ERP - Система для автоматизации управления цепочками поставок и учета финансовых и нефинансовых активов предприятия.
BI - Система для анализа больших объемов данных, обеспечивающее загрузку данных из всех доступных источников, их обработку и преобразование, прогнозирование на основе изменяющихся значений и визуализацию.
Таким образом, концептуальная модель цифрового завода позволяет определить структуру и взаимосвязь цифровых и физических компонентов для эффективной интеграции в действующим производстве. Для реализации концептуальной модели цифрового завода по серийному роботизированному производству МКА необходимо сформировать ряд ключевых компетенций, приведенных в таблице 5.
Таблица 5
Компетенции по технологиям организации и функционирования цифрового завода по серийному производству
Процессы Ключевые компетенции нашей команды
Внедрение и развитие автоматизированных информационных систем «верхнего уровня» Разработка и совершенствование методики оценочного аудита уровня цифровизации. Проведение оценочного аудита. Разработка программы цифровизации бизнес-процессов.
Разработка программных модулей для цифровизации процессов и процедур по организации и управлению цифровым заводом.
Разработка единой цифровой платформы, осуществляющую "бесшовную" интеграцию автоматизированных информационные системы PDM, MES, ERP верхнего уровня со SCADA системами, а также включающие сервисы (программные модули) по управлению производством и качеством.
Разработка цифровой платформы СМК и программных модулей для цифровизации процессов и процедур по управлению качеством (DFMEA, DFD, PFMEA, CP).
Внедрение и развитие 8САБА системы (АСУ ТП) «нижнего уровня» Разработка ТЗ по внедрению/ развитию SCADA систем. Разработка структурных и графических моделей описывающих работу SCADA системы.
Внедрение SCADA систем. Интеграция ПО и Роботизированных систем. Программирование контроллеров.
Создание интеллектуальных производстенных ячеек Разработка и совершенствование методики оценочного аудита производственных процессов. Разработка программы автоматизации и роботизации производственных процессов.
Внедрение роботизированных комплексов (коллаборативные роботы, автоматизированные системы хранения, роботизированные транспортные системы), включающее разработку ТЗ, закупку программных и аппаратных средств, интеграция с системой SCADA.
Внедрение системы машинного зрения визуального контроля качества комплектования компонентов и обеспечения точности позиционирования роботов-манипуляторов, включающее разработку ТЗ на использование, подбор аппаратных средств, программирование.
Управление инженерными данными Настройка PDM системы. Создание базы данных. Разработка регламентов работы (документированных процедур) с PDM системой.
Управление производством Настройка MES системы. Создание базы данных Разработка регламента работы (документированной процедуры) с MES.
Управление организацией Настройка ERP системы. Создание базы данных. Разработка регламента работы (документированной процедуры) с ERP.
Управление компетентностью персонала Разработка матрицы компетентности персонала цифрового завода. Обучение персонала.
Управление качеством Внедрение программного модуля по управлению рисками появления несоответствий (DFMEA-ДПП-PFMEA-План управления качеством - Стандартная операционная процедура).
Разработка и внедрение процессов и процедур (регламентов) управления качеством поставляемых компонентов: разработка требований к поставкам (требования к поставляемым партиям, требования к стабильности процессов, требования к СМК поставщика); разработка методик оценки и выбора поставщиков; разработка процесса перспективного планирования качества поставляемых компонентов; разработка процесса одобрения поставляемых компонентов; разработка методики мониторинга и оценка поставщиков; разработка методики решения проблем по качеству поставляемых компонентов; разработка методики аудитов поставщиков (предпроизводстенный аудит; аудит производственных процессов поставщика; аудит рисков процессов поставщика; аудит СМК поставщика.
Разработка, внедрение и развитие цифровой платформы по управлению качеством поставляемых компонентов, содержащие программные модули.
Проектирование, разработка и моделирование производственных процессов серийного роботизированного производства Оценка технологичности конструкции, включая анализ и обоснование возможности серийного роботизированного производства.
Разработка проектно-конструкторских решений по адаптации конструкции для серийного роботизированного производства.
Разработка в внедрение технологии серийного роботизированного производства, включая разработку комплекта технологической документации, разработку управляющих программ для оборудования с ЧПУ, разработку управляющих программ для роботизированных комплексов, разработку траекторий перемещения роботизированных тележек.
Программирование роботизированных комплексов и роботизированных тележек (разработка управляющих программ).
Проектирование и изготовление технологической оснастки (захваты на роботы, стапеля, элементы позиционирования и базирования и т.д.).
Разработка имитационных моделей производственных процессов для оптимизации производсвтен-ных показателей.
Разработка цифровых графических рабочих инструкций с применением ЛЯ технологий
Предиктивная диагностика и обслуживание Разработка и внедрение систем предиктивной диагностики технологического обслуживания включая разработку ТЗ, разработку ПО, подбор и интеграцию аппаратных средств
Разработка графических цифровых рабочих инструкций по технологическому обслуживанию и ремонту оборудования с использованием ЛЯ технологий
Разработка и внедрение программного модуля по оценки эффективности технологического оборудования ОЕЕ
Таким образом, в статье рассмотрены подходы к созданию концептуальной модели цифрового завода серийного производства МКА, содержащую состав цифровых и физических компонентов, бизнес-процессы и компетенции, требуемые для создания и функционирования цифрового завода по серийному роботизированному производству МКА. Предложено свое видение понятия «цифровой завод» применительно к производственной системы серийного производства малых космических аппаратов. Создана концептуальная модель цифрового завода серийного производства МКА, позволяющая разрабатывать комплексные программы мероприятий по созданию и функционированию киберфизической производственной системы, с учетом отраслевой специфики. Разработана структурная схема цифрового завода серийного производства МКА, с выделением цифровых компонентов, бизнес-процессов и физических компонентов. Проведена классификация автоматизированных информационных систем, являющихся основой цифровой составляющей концептуальной модели. На основании классификации разработать архитектуру цифровых компонентов. Проведено описание классификации компонентов и технологий интеллектуальной производственной ячейки. Описаны ключевые компетенции команды специалистов по созданию и функционированию цифрового завода серийного производства.
Список источников
1. Боровков А.И., Лысенко Л.В., Биленко П.Н., и др. Цифровое производство Методы, экосистемы, технологии. Москва, 2017.
2. Боровков А.И., Рябов Ю.А. Цифровые двойники: определение, подходы и методы разработки // В сборнике: Цифровая трансформация экономики и промышленности. Сборник трудов научно-практической конференции с зарубежным участием. Под редакцией А.В. Бабкина. 2019. С. 234-245.
3. Боровков А.И., Гамзикова А.А., Кукушкин К.В., Рябов Ю.А. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности Краткий доклад (сентябрь 2019 года). Санкт-Петербург, 2019.
4. Боровков А.И., Рябов Ю.А., Кукушкин К.В., Марусева В.М., Кулемин В.Ю. Цифровые двойники и цифровая трансформация предприятий ОПК Вестник Восточно-Сибирской Открытой Академии. 2019. № 32. С. 2.
5. ГОСТ Р 57700.37- 2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М., 2021.
6. ГОСТ Р 59799 - 2021. Умное производство. Модель эталонной архитектуры индустрии 4.0 (RAMI 4.0). М., 2021.
7. ПНСТ 429-2020 Умное производство. Двойники цифровые производства. Часть 1. Общие положения.
М., 2020.
8. Ткаченко И.С., Антипов Д.В., Куприянов А.В., Смелов В.Г., Кокарева В.В. Концептуальная модель цифрового завода производственного предприятия аэрокосмической отрасли // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2023. Номер 3(113). С. 90-106.
9. Шехтман А.Ю., Васильева С.Е., Крайнева Р.К., Корнеева Е.Н. Современные подходы к организации производства // Вестник ВУиТ. 2018. №1. [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-podhody-k-organizatsii-proizvodstva (дата обращения: 28.09.2023).
10. Эфендиева А.А., Хаджиева М.И., Канокова М.А. Исследование влияния процесса массовой роботизации и автоматизации производства на структуру трудовых ресурсов // Известия КБНЦ РАН. 2019. №6 (92). [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-protsessa-massovoy-robotizatsii-i-avtomatizatsii-proizvodstva-na-strukturu-trudovyh-resursov (дата обращения: 28.09.2023).
11. Росляков А.В. Интернет вещей: учебное пособие / А.В. Росляков, С.В. Ваняшин, А.Ю. Гребешков. Самара: ПГУТИ, 2015. 200 с.
12. Солдатов С. Интеграция SCADA-систем и систем управления предприятием // Современные технологии автоматизации. 2016. №1. С. 90-95.
Ткаченко Иван Сергеевич, канд. техн. наук, заместитель ректора, директор института, [email protected], Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет им. ак. С.П. Королёва,
Антипов Дмитрий Вячеславович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет им. ак. С.П. Королёва
CONCEPTUAL MODEL OF A DIGITAL FACTORY FOR SERIAL PRODUCTION OF SMALL SPACE VEHICLES
I.S. Tkachenko, D. V. Antipov
The article discusses models and tools for the creation and operation of digital factories for serial robotic production of small spacecraft; describes the physical and digital components of a digital factory; A list of digital factory processes is provided.
Key words: small spacecraft, serial robotic production of small spacecraft, cyber-physical production system, conceptual model of a digital mass production plant, digitalization ofproduction processes, intelligent production cell, digital twin of the production system.
Tkachenko Ivan Sergeevich, candidate of technical sciences, deputy rector, director of the institute, [email protected], Russia, Samara, Samara, Samara, Samara National Research University named after S.P. Korolev,
Antipov Dmitry Vyacheslavovich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, an-tipov.dv@ssau. ru, Russia, Samara, Samara National Research University named after S.P. Korolev
УДК 004.942
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-8-337-338
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К МОДУЛЬНОМУ ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПО НОРМИРОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
Д.А. Горохова, Е.К. Савич, Г.И. Рыжов
В статье рассмотрены требования к модульному программному обеспечению по нормированию технологических операций. Данное ПО позволят повысить производительность процессов нормирования труда, а так же снизить требования к компетентности персонала, выполняющего функции по нормированию и расчету норм времени, норм выработки и норм численности.
Ключевые слова: программное обеспечение, нормирование труда, цифровой завод, технологическая операция.
Модульное программное обеспечение (ПО) представляет собой аналитическую систему расчета времени работ на основании замеров, и их регистрации полученных в ходе наблюдений за работой сотрудника. Цель - расчет норм времени на выполнение операции или изготовления детали.
Сфера применения: применяется технологом, специалистом по нормированию в организации, специалистом по оптимизации, производственными мастерами.
ПО позволяет вести запись рабочего времени на выполнение операций/работы, проводить градацию по видам работ с присвоением отрезков времени на их выполнение и выдавать рассчитанные данные в виде таблиц, графиков и диаграмм для анализа потерь рабочего времени и расчета штучного времени на выполнение операции или изготовление детали.
С помощью разработанного ПО по нормированию можно нормировать технологические и вспомогательные операции. При этом трудоемкость нормирования сокращена в разы.
Основные задачи по разработки ПО представлены в таблице 1.
Таблица 1
Задачи и мероприятия по разработке модульного программного обеспечения_
Задачи Мероприятия
1. Разработка структуры модульного программного обеспечения (ПО) по нормированию труда, включающего элементарное планирование технологических операций Определение функционала ПО; Разработка форм для интерфейса; Разработка ТЗ на программирование.
2. Программирование и разработка модульного программного обеспечения по нормированию труда, включающего элементарное планирование технологических операций Разработка и тестирование ПО.
3. Апробация модульного ПО. Сбор статистики. Нормирование технологических операций с помощью ПО; Расчет норм времени; Расчет норм выработки; Расчет норм численности; Выявление несоответствий и недостатков; Устранение несоответствий и недостатков; Формирование базы норм.
4. Интегрирование ПО в информационную систему.
Ожидаемые результаты:
структура модульного программного обеспечения по нормированию труда, включающего элементарное планирование технологических операций;
модульное программное обеспечение по нормированию труда, включающего элементарное планирование технологических операций;
статистические данные по нормированию труда Основные требования:
структура модульного программного обеспечения по нормированию труда должна содержать перечень функционала программного обеспечения; формы интерфейса и техническое задание на разработку программного обеспечения;
