CC BY
85
4
Машиностроение^
УДК 658.51 2.2.011.56:004
C.K. Лавровский, B.B. Ходак
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ PLM
В области конструкторского проектирования и технологической подготовки производства изделий машиностроения принципы CALS нашли свое отражение в создании программных систем*, обеспечивающих комплексную поддержку этапов жизненного цикла изделия (ЖЦИ) на основе концепции PLM (Product Lifecycle Management).
Согласно ее основным положениям реальные бизнес-процессы отображаются в виртуальной информационной среде, в которой определение продукта представлено в виде полного электронного описания изделия, а среда его создания и среда эксплуатации — в виде систем моделирования соответствующих процессов. Все три составляющие (определение продукта, среда его создания и среда эксплуатации) оказываются взаимосвязаны и непрерывно развиваются на всем протяжении ЖЦИ. К PLM-решениям относятся системы PDM/CAD/CAE/CAM, обладающие высоким уровнем функциональности и информационной интеграции. Они обеспечивают автоматизацию решения задач проектирования и подготовки производства, позволяют организовать работу над проектом в едином информационном пространстве предприятия.
Можно выделить три основных требования к PLM-решениям:
возможность универсального, безопасного и управляемого способа доступа и использования информации, определяющей изделие;
поддержание целостности информации, определяющей изделие, на протяжении всего жизненного цикла изделия;
управление и поддержка бизнес-процессов, реализуемых при создании, распределении и использовании информации.
* Зильбербург, Л.И. Информационные технологии в проектировании и производстве [Текст] / Л.И. Зильбербург, В.И. Молочник, Е.И. Яблочников,— СПб: Политехника, 2008,— 304 с.
Применение РЕМ-технологий позволяет создать качественно новую среду для промышленных предприятий. Успешное развитие бизнеса в современных условиях им обеспечивают системы хранения и управления данными об изделии, настроенные под конкретные производственные условия компании. Установление партнерских отношений с крупными предприятиями подразумевает обмен документацией, инженерными данными, информационными моделями проектов, а также прозрачность процесса выполнения заказа, четкую и отлаженную модель бизнес-процессов.
Вышеперечисленные требования — непременное условие выхода предприятия на мировой рынок. Заключение договоров с зарубежными компаниями предполагает, что исполнитель имеет возможность (обладает технологией и имеет обученный персонал), во-первых, использовать предоставленные электронные модели документов, а во-вторых, обеспечить двустороннее взаимодействие с заказчиком, прозрачность выполнения заказа. Таким образом, РЬМ представляет собой инструмент по управлению проектированием, производством и взаимодействием с партнерами, клиентами и поставщиками.
РЬМ-система дает возможность осуществить переход к принципу СРС, что означает совместную разработку, производство и реализацию продукции. В связи с тенденцией постепенного отказа от бумажной документации и перехода к полному электронному описанию изделий (ЕРО) внедрение РЬМ-технологий на сегодняшний день объективно служит центральным звеном развития промышленности, условием выхода на мировой уровень.
РЬМ-система позволяет значительно снизить потери времени на поиск необходимой информации, исключить ее ненужное дублирование, уменьшить вероятность возникновения ошибок и обеспечить их выявление на более ранних стадиях проекта. За счет этого предприятие
может увеличить прибыль, повысить качество и конкурентоспособность своих изделий, ускорить процесс вывода на рынок инноваций.
Любая страна, желающая занять лидирующие позиции в мировой экономике, должна стремиться к повышению конкурентоспособности своей продукции, инвестиционной привлекательности предприятий, обеспечению гарантированного уровня качества на всех стадиях жизненного цикла изделий, достижению технологической независимости в наиболее важных областях промышленности, росту производства наукоемкой продукции.
Реализация перечисленных целей возможна только благодаря глубокой модернизации промышленности на основе использования современных достижений науки и техники, новых информационных технологий. При этом должны учитываться основные тенденции развития современного производства, к которым можно отнести следующие:
облик изделия во все большей степени формируется исходя из требований его будущего потребителя. Это относится не только к обеспечению определенного уровня качества в течение срока службы изделия, но и к стоимости владения им;
широко используется кооперация предприятий, при которой основная доля производства приходится на поставщиков, а головные предприятия выполняют финишные операции и окончательную сборку изделия;
создание многих видов продукции происходит в рамках так называемых виртуальных предприятий (под таким предприятием понимается неформальная структура, формируемая географически распределенными независимыми партнерами, объединяемыми на основе информационных технологий посредством компьютерных сетей на время выполнения совместного заказа);
специализация компаний-поставщиков по конструктивному и производственно-технологическому принципу изменяется в сторону системной специализации, при которой предприятие стремится продавать определенную систему (например, пилотажно-навигационный комплекс) целиком независимо от того, как она будет распределена на конечном изделии;
владельцы интеллектуальной собственности на производство изделий конкретной торговой марки (с ограничением по срокам и объемам вы-
пуска) переводятлицензионное производство на территории с благоприятными экономическими условиями;
получает распространение так называемое риск-разделенное партнерство, которое предполагает участие в инвестировании создания продукции не только основного его производителя, но и партнеров — поставщиков, влечет за собой более равномерное распределение рисков (финансовых, технических и пр.), что благоприятно сказывается на финансовых показателях;
прием специалистов на работу осуществляется на контрактной основе на период выполнения работ по конкретному проекту, при этом штат постоянных сотрудников компании имеет тенденцию к уменьшению.
Для предприятий, выполняющих крупномасштабные и наукоемкие проекты, для которых характерны многономенклатурность изделий и длительный цикл разработки, производства и эксплуатации, наиболее актуальна проблема организации совместной работы множества географически удаленных бизнес-партнеров, участвующих в проекте по созданию изделия. При этом необходимо обеспечить интеграцию и совместное использование информации, порождаемой на всех этапах ЖЦ И, в рамках единого информационного пространства. Применение PLM-тех-нологий — стратегическое направление, следуя которому можно обеспечить рост конкурентоспособности выпускаемой продукции и эффективности производства.
Фактически реализации концепции PLM представляет собой внедрение целого комплекса специализированных программных средств (см рисунок):
При выборе программных продуктов для реализации концепции внимание специалиста по внедрению должно быть сосредоточено на выборе решения с оптимальным для предприятия функционалом, в той или иной мере принципы PLM могут быть реализованы и при частичном охвате жизненного цикла изделия.
В приведенной таблице представлены ведущие российские и мировые разработчики PLM-систем.
Класс решения определяет возможности системы по полноценной реализации концепции PLM. Системы Mid-range существенно ограничивают возможности внедрения, так как имеют ряд ограничений на используемые структуры
4-
Машиностроение
и типы данных. Hi-end системы позволяют внедрить концепцию на предприятиях любого размера в полном масштабе.
На данной стадии целесообразно также внедрить «пилотный» проект — автоматизировать типовой для предприятия процесс, изучив на нем возможности системы и проведя обучение специалистов. Практически все производители PDM-систем предоставляют возможность опытной эксплуатации в течение 3—5 месяцев, что позволяет провести испытания, не оплачивая стоимость лицензии; обычно в течение этого срока компании-реселлеры проводят обучение специалистов компании.
После выбора PDM-системы и успешного внедрения «пилотного» проекта обычно необходимо адаптировать существующие на предприятии специализированные отраслевые программные продукты для обмена данными с PDM-систе-мой. В связи с тем, что на предприятии может быть накоплен значительный объем информации, адаптация может занять длительное время.
Стадия непосредственного внедрения включает в себя обучение всех связанных с системой специалистов, написание должностных инструкций для конечных пользователей, настройку отчетов в соответствии с принятыми на предприятии стандартами, регламентирование прав доступа к информации различными группами пользователей.
Стандарты в области PLM. Эффективность применения PLM-технологий предполагает обязательное соблюдение всеми участниками
Рис. Состав программного комплекса для реализации концепции PLM
определенных и жестко регламентированных стандартов, принципов, процедур, правил, технических решений. Стандарты и методические материалы в области РЬМ определяют общий подход, способ представления и интерфейсы доступа к данным различного типа, вопросы защиты информации и ее электронной авторизации (цифровой подписи). В свою очередь, стандарты и методические материалы можно классифицировать по нескольким признакам: целевой аудитории, объекту описания, привязке к той или иной стадии ЖЦИ.
В первом приближении можно выделить следующие основные группы международных стандартов в области РЬМ-технологий:
стандарты в области системной и программной инженерии;
функциональные стандарты, определяющие процессы и методы формализации данных об изделии и процессах;
информационные стандарты по описанию данных об изделиях и процессах;
Ведущие мировые и российские разработчики PLM-систем
Компания Класс решения Компоненты PLM-системы
CAD CAM CAE PDM
Dassault Systèmes Hi-end CATIA EN OVIA, SmarTeam
Mid-range SolidWorks CAMWorks Cosmos PDM Works
Siemens PLM Software(paHee UGS) Hi-end Unigraphics Teamcenter
Mid-range Solid Edge NX CAM Express Femap Teamcenter Express
PTC Hi-end Pro/ENGINEER Wildfire Windchill
Autodesk Mid-range Autodesk Inventor - - Vault/Productstream/ Buzzsaw
Аскон Mid-range Компас 3D - - JlouMaH:PLM
Топ Системы Mid-range T-FLEX CAD 3D T-FLEX ЧПУ T-FLEX Анализ T-FLEX DOCs
стандарты информационного обмена, контролирующие носители информации и процессы обмена данными между системами;
стандарты в области защиты информации; стандарты электронной цифровой подписи; стандарты в области менеджмента качества (ИСО 9000) и экологического менеджмента (ИСО 14000).
На сегодняшний день действуют более 230 международных стандартов в области РЬМ, 150 из которых утверждены в 2004 году. Это характеризует динамику развития международной нормативной базы в области РЬМ-технологий и доказывает востребованность этих стандартов.
В международном масштабе работы по стандартизации в области РЬМ проводятся в рамках деятельности международной организации по стандартизации в технических комитетах ИСО.
По оценкам экспертов, эффективность производства, реализованного на базе РЬМ-технологий, примерно на 30—40 % выше эффективности традиционного производства. Внедрение РЬМ-технологий позволяет обеспечить сокращение:
затрат на разработку и производство наукоемкой продукции — на 20—30 %;
затрат, связанных с браком и устранением дефектов продукции — на 15—20 %;
затрат в период эксплуатации продукции — на 20-25 %;
времени вывода новых образцов продукции на рынок — на 60-70 %.
Мировой рынок полностью отторгает продукцию, не снабженную электронной документацией и не обладающую средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий ЖЦИ. Сегодня иностранные заказчики отечественной продукции выдвигают требования, удовлетворение которых невозможно без внедрения РЬМ-технологий:
представление конструкторской и технологической документации в электронной форме;
представление эксплуатационной и ремонтной документации в форме интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР), снабженных иллюстрированными электронными каталогами запасных частей и вспомогательных материалов и средствами дистанционного заказа запчастей и материалов;
организация системы интегрированной логистической поддержки изделий на постпроизводственных стадиях ЖЦИ;
наличие и функционирование электронной системы каталогизации продукции;
наличие на предприятиях соответствующих требованиям стандартов ИСО 9000:2000 систем менеджмента качества и т. д.
Таким образом, задача развития и внедрения РЬМ-технологий на промышленных предприятиях становится государственной проблемой, от решения которой зависит эффективность развития экономики в целом.
УДК 621.71 9.048.4
М.Т. Коротких, Л.А. Ушомирская, Н.Б. Кириллов
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНО-ДУГОВОГО МЕТОДА
Среди приоритетных областей реализации ключевых многопрофильных технологий существенное влияние на потенциал промышленного производства могут оказать технологии, основанные на электрофизических процессах. Механическая обработка труднообрабатываемых
сталей и сплавов не всегда обеспечивает увеличение производительности труда. В связи с этим возникает необходимость использования иных технологических процессов создания размерных заготовок, наиболее производительным из которых сейчас считается метод электроконтактно-
