CC BY
52
------------------------------------- © О.В. Белянкина, Н.В. Сурина,
2004
УДК 622.3:658.012.011.56
О.В. Белянкина, Н.В. Сурина
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ САЕ&ТЕХНОЛОГИЙ В ГОРНОМ МАШИНОСТРОЕНИИ
Семинар №17
■ ■ оследнее десятилетие XX века л л характеризуется широкой компьютеризацией всех видов деятельности человека: от традиционных интеллектуальных задач научного характера до автоматизации производственной, торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности.
Ясно, что в конкурентной борьбе смогут устоять только те предприятия, которые будут применять в своей деятельности современные информационные технологии (ИТ). Именно ИТ, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции одновременно со значительным сокращением сроков постановки на производство и выпуска новых, более совершенных изделий, отвечающих запросам и ожиданиям потребителей.
Основным способом повышения конкурентоспособности промышленного изделия является повышение эффективности процессов его жизненного цикла, которая зависит от эффективности управления материальными, финансовыми, кадровыми и информационными ресурсами.
Информация занимает значительное место на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) изделия. Поэтому проблема развития и эффективного использования информационных ресурсов является наиболее актуальной.
В настоящее время для решения различных проектных и технологических задач используются отдельные прикладные системы практически не связанные между собой. Примерами таких систем являются:
• многочисленные АСУ, роль которых сводится к автоматизации простейших учетных и отчетных функций;
• конструкторские САПР (CAD -Computer Aided Design), заменяющие чертежную доску и кульман экраном дисплея;
• технологические САПР (CAM -Computer Aided Manufacturing), облегчающие подготовку технологической документации и управляющих программ для станков с ЧПУ;
• автоматизированные системы инженерных расчетов (CAE - Computer Aided Engineering) и т.д.
Все эти средства созданы на различных вычислительных платформах в различных языковых средах и, как правило, несовместимы между собой, что предопределяет их автономное использование с необходимостью многократной перекодировки подчас одной и той же информации для ввода ее в ту или иную систему. Помимо резкого возрастания объемов рутинного труда, это приводит к многочисленным ошибкам и, как следствие, к снижению эффективности систем. Чтобы решить перечисленные проблемы, необходимо интегрировать системы, реализующие различные ИТ, в единый комплекс. Это привело к выработке стратегии, направленной на создание единого информационного пространства или интегрированной информационной среды (ИИС), охватывающей все этапы жизненного цикла изделия.
Идея создания единого информационного пространства (ЕИП) стала базовой при выработке подхода, получившего в США название CALS Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла).
CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support - непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта) - это стратегия систематического повышения эффективности, производительности и
рентабельности процессов хозяйственной деятельности корпорации за счет внедрения современных методов информационного взаимодействия участников жизненного цикла продукта. Концептуальная модель CALS представлена на рис. 1.
Результатом этого станет снижение временных и материальных издержек в течение ЖЦ изделия и повышение степени удовлетворения потребностей заказчика, что, в свою очередь, приведет к повышению конкурентоспособности изделия.
Как было указано выше, для интеграции различных информационных систем необходимо иметь единую, понятную для всех, форму представления данных об изделии, которая должна обеспечивать организацию информационного обмена между различными компьютерными системами. Основой такой формы представления является международный стандарт ISO 10303 Product data representation and exchange (Представление данных об изделии и обмен ими). Неофициально этот стандарт называют STEP - стандарт, регламентирующий компьютерное представление данных об изделии и обмен ими. Стандарт, определяет, с одной стороны, логическую модель данных, позволяющую описать различные изделия, с учетом входимости одних и тех же составляющих в разные изделия по датам, количеству и серийным номерам изделий и т.д., т.е. представляет собой готовое решение, на основе которого можно создать логично организованную базу данных. С другой стороны, стандарт определяет способ представления всех перечисленных данных в форме так называемого обменного файла. Обменный файл является транспортным форматом, с помощью которого происходит передача данных между различными системами на протяжении всего ЖЦ изделия. Содержи-
Рис. 1. Концептуальная модель CALS
мое обменного файла определяется информационной моделью, согласно которой происходит обмен, и данными представленными в соответствии с используемой информационной моделью. Информационная модель описывается с помощью универсального языка информационного моделирования EXPRESS (ISO 10303-11).
Одной из основных частей CALS-технологий является PDM (Product Data Management) - технология управления всеми данными об изделии и информационными процессами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные. Основная идея, заложенная в PDM, это повышение эффективности управления информацией об изделии за счет повышения доступности данных, что в свою очередь достигается через интеграцию всех данных в логически единую модель. При этом решаются следующие задачи:
• создание единого информационного пространства (ЕИП);
• автоматизация управления конфигурацией изделия;
• построение системы качества согласно ISO 9000$
• создание электронного архива чертежей и прочей технической документации.
Для реализации PDM-технологии существуют специализированные программные средства, называемые PDM-системами, работающие с одной стороны как рабочая среда пользователя, а с другой - как средство интеграции данных на протяжении всего ЖЦ изделия.
Типичная PDM-система построена на базе коммерческой системы управления базами данных (Oracle, Microsoft SQL Server и др.), поддерживает международные стандарты, в первую очередь, ISO 10303 STEP, несколько различных компьютерных платформ, в том числе UNIX, Windows. Macintosh и др., имеет графический интерфейс пользователя, обеспечивает доступ через Inter^t с помощью WEB-браузера.
На уровне отдельного предприятия внедрение CALS-технологий предполагает:
• полное или частичное реформирование процессов на предприятии, включая проектирование, конструирование, подготовку производства, закупки, производство;
• управление производством, материально-техническое снабжение, сервисное обслуживание;
• использование современных информационных технологий;
• совместное использование данных, полученных на различных стадиях жизненного цикла продукта;
• использование международных стандартов в области информационных технологий в целях успешной интеграции, совместного использования и управления информацией.
В настоящее время машиностроительные предприятия горнодобывающей отрасли работают в режиме мелкосерийного производства. Предприятия поставлены в условия сокращения сроков подготовки и освоения производства, т. е. сроков технологической подготовки (ТПП). Внедрение единой интегрированной информационной среды предприятия позволит повысить качество ТПП, решить сложные вопросы в сжатые сроки. Кроме того, тенденция организации в отрасли холдинговых предприятий, объединяющих проектировщиков, изготовителей, эксплуатационников и сбытовые организации говорит о необходимости внедрения единых информационных сетей при помощи СДЬБ-технологий с целью повышения эффективности работы предприятия и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Перспективой применения СДЬБ-технологий на предприятиях горного машиностроения может служить внедрение РЭМ-системы. В качестве примера можно привести пилотный проект по внедрению РЭМ-системы РайУ РШБ (разработчик — компания «Лоция Софт»; www.lotsia.com) для организации автоматизированной технологической подготовки производства в цехе № 11 ОАО «Раменский приборостроительный завод» (г. Раменское Московской
Рис. 2. Среднее время прохождения ТП
обл.), выпускающего самолетные навигационные приборы, а также товары народного потребления. Задачей пилотного проекта являлась автоматизация прохождения технологических процессов на изделия цеха № 11 по цепочке утверждения. Основным исполнителем работ по пилотному проекту выступило государственное учреждение Г осу дарственный межведомственный научно-исследовательский и образовательный центр CALS-технологий (ГНОЦ CALS-технологий; http:// www.calscenter.com/).
В пилотном проекте участвовали следующие подразделения завода: цех №2 11 (разработка и изменение техпроцессов, расчет норм), бюро технического контроля (БТК; согласование техпроцессов), химикометаллургический отдел (ХМО; согласование техпроцессов), ОГТ (проверка техпроцессов, сверка материалов и норм расхода (бюро нормирования материалов — БНМ), сверка межцехового маршрута (технологическое бюро разрешений и расцеховок — ТБ РР), утверждение) и единый отдел технической документации (ЕОТД; регистрация техпроцессов в архиве). Для этих целей заводом было закуплено аппаратное и программное обеспечение, включающее сервер и 15 рабочих станций, которые распределены по подразделениям завода. Все компьютеры связаны между собой локальной сетью.
В рамках пилотного проекта были проведены: настройка PDM-системы для учета требований завода, обучение сотрудников, разработка нормативной документации (рабочих инструкций) для обеспечения всех подразделений — участников пилотного проекта. Настройка PDM-системы предпо-
Рис. 3. Среднее время прохождения ТП по стадиям
|■ Элопрошыи ми ■ Ь'/чаинаивда!
лагала создание автоматизированной процедуры согласования разработанных в цехе № 11 техпроцессов (шаблонов потоков работ), разработку экранных форм для ввода информации, разработку отчетов (например, аналогов бумажных журналов регистрации техпроцессов в подразделениях), а также занесение в систему классификаторов изделий. Последняя операция включала занесение классификатора ЕСКД для автоматизации присвоения обозначений изделий (классы 30, 71-75; всего более 10 тыс. позиций), а также фрагмента общероссийского классификатора продукции для облегчения работы с покупными изделиями. Кроме того, компанией «Лоция Софт» была проведена базовая интеграция системы PartY PLUS с системой технологической подготовки производства «ТехноПро» (разработчик — компания «Вектор»).
Решение задачи автоматизации технологического документооборота цеха позволило сократить временные затраты на прохождение документов по цепочке утверждений при разработке, изменении и аннулировании технологических процессов. После четырех месяцев эксплуатации системы был проведен сравнительный анализ прохождения техпроцессов до и после внедрения пилотного проекта. Анализ показал, что внедрение PartY PLUS на заводе позво-
Сулов Е.В. «СДЬЭ-идеология и технология». I научно-техническая конференция «СДЬЭ-технологии - путь к успеху в XXI веке». Т езисы докладов. www.cals.ru
Яцкевич А.И. «Технологии и программные средства поддержки электронной модели машиностроительного изделия на этапах проектирования и производства». I научно-техническая конференция «СДЬЭ-технологии - путь к успеху в XXI веке». Тезисы докладов. www.cals.ru
лило сократить затраты на прохождение документов по цепочке утверждений при разработке, изменении и аннулировании технологического процесса почти в 7,8 раза (рис. 2).
На рис. 3 показано среднее время прохождения по четырем выделенным стадиям:
1 — разработка техпроцесса в цехе и его согласование до прихода в ОГТ;
2 — согласование техпроцесса в ОГТ, включая БНМ и БРР;
3 — регистрация техпроцесса в ЕОТД;
4 — выдача рабочих копий техпроцесса в цех.
Данная диаграмма отражает значительное сокращение времени, затрачиваемого на прохождение ТП по разным стадиям, причем наиболее существенна разница на 3й и 4-й стадиях (ЕОТД).
Таким образом, можно сделать вывод, что внедрение PDM на промышленных предприятиях позволит сократить сроки освоения производства, упростит возможность доступа и использования всей информации, полученной на каждом из этапов проектирования и производства продукции
В конечном итоге это позволит повысить эффективность управления информационными ресурсами, что в результате приведет к повышению качества и конкурентоспособности промышленной продукции.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Пичев С.В., к.т.н. Якунина О.В. «Международные и отечественные нормативные документы в области информационной поддержки наукоемкой машиностроительной продукции». I научно-техническая конференция «CALS-технологии - путь к успеху в XXI веке». Тезисы докладов. www.cals.ru Сумароков С., Гавров К. «Пилотный проект по внедрению системы Party PLUS на ОАО «Раменский приборостроительный завод». М. «САПР и графика», № 10, 2002
— Коротко об авторах----------------------------------------
Белянкина Ольга Владимировна - старший преподаватель,
Сурина Наталия Владимировна - доцент, кандидат технических наук, Московский государственный горный университет
