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 STEPи ISO9000 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 Delphi3, методов OLE Automa­tion2,0, динамически подсоединяемых библиотекDLL,языка запросов SQLи 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 ACISфирмы 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 ISO9000.

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 worksи 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.

МГТУ "Станкин" как ведущая организация в области станкостроения может проводить следующие работы по повышению конкурентоспособно­сти станкостроительных предприятий и их продукции: разработку методик оценки конкурентос­пособности на всех стадиях жизненного цикла про­дукции с использованием САLS-технологий; по­ставку систем CAD/CAM/PPSи адаптацию их к конкретным производственным условиям; подго­товку специалистов в области конструирования, технологии, автоматизации, управления, экономики и организации машиностроительного про­изводства; создание программного обеспечения по вопросам производственного и инновацион­ного менеджмента в машиностроении, маркетин­га и конкурентоспособности станкостроительной продукции; обеспечение информационной под­держки разработки отраслевых программ.