CC BY
19
МАШИНОСТРОЕНИЕ
У.ДК 621.058.013.8 А. Ф. ШИРЯЛКИН
О НОВЫХ ПОДХОДАХ К ИНФОРМАЦИОННО ТЕХНИЧЕСКОМ ПОДГОТОВКЕ И УПРАВЛЕНИЮ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ
Рассмотрены аспекты эффективности производства\ в сфере системного качества производственных процессов и продукции, во многом зависящие от качества технологических процессов, что напрямую связано с качеством, классификации деталей машин.
В российском машиностроении, в том числе и в периферийных регионах, наметился определенный процесс по возрождению серийного производства. Однако идёт он крайне медленно, поэтому предприятия с достаточно широко разветвлённой номенклатурой деталей начали обращаться к системным методам технологической подготовки производства.
Категории информации о детали и виды информационных потоков (ИП.)
Основные цели, преследуемые данными предприятиями, - достижение оперативности, гибкости и системного качества производственных процессов и продукции. Поэтому чрезвычайно актуален вопрос соблюдения и улучшения качества технологических процессов машиностроительного производства на всех этапах жизненного цикла продукции.
Информации о детали основного производства (основной ИП)
Участники производства и производственные уровни информации о детали
Директор, главный инженер Идея нового изделия
Главные специалисты
Условно-обобшённая информация о детали
Оценочные расчёты Конструкторы
Условно-конкретная информация о детали
ИП
ИП заготовки
Вход (материалы, заготовки, инструмент и т. п.
Конструкция изделия и деталей
Коистр}тегор-тех1юлог-систематик
Конструктивно-технологические элементы деталей
Технолог-систематик-рабочий
Системные ТП
Изготовление,рабочий
Выход (готовые детали, изделия)
Рис. 2. Модель системной технической подготовки и управления машиностроительным
производством на основе ИП информации о детали
© А. Ф. Ширялкин, 2005
В первую очередь упомянутое улучшение относится к четырём начальным этапам этого цикла: проектирование, материально-техническое снабжение, подготовка производственных процессов и собственно производства. Указанные этапы напрямую связаны с качеством деталей машин - тех самых кирпичиков. без которых немыслимо изготовление продукции любого машиностроительного предприятия.
В таком ключе проводилась работа на одном из машиностроительных предприятии Ульяновска (ЗАО Средне-Волжская промышленная компания). Основой этой деятельности стала работа по систематизации технологической подготовки производства и разработке унифицированных технологических процессов, что началось с создания классификационной системы деталей машин с существенными признаками и структурой, адекватной отображаемому ей производству [1], которая разрабатывалась в рамках концепции классификационно-эволюционного подхода.
Машиностроительное производство, с точки зрения этой концепции, представляет сложную открытую человеко-машинную систему, обладающую слабыми взаимодействиями и взаимосвязями. Последнее определяет большую инерционность его управления в реальном масштабе времени и при высокой динамичности производственной системы - потоковые методы её исследования. В сфере материально-технического производства имеем два основных типа потоков: материальный и информационный. В «позвоночном столбе» всего производственного организма проходит главный информационный поток -информация о детали основного производства (рис. 1). Этот поток определяет суть и причину существования всего производственного процесса и управляет всеми другими. При этом каждому его уровню соответствуют определённые материальные.
Учитывая высокую сложность информации о детали и необходимость работы с ней в реальном шаге времени, определена основная задача создания оптимизированной системы подготовки и управления производства как чёткое распределение уровней информации о детали по уровням производственного процесса. Таким образом, проблема заключается в том, чтобы информация о детали, необходимая каждому участнику для действий по управлению производством, имела минимальное количество максимально простых и коротких информационных связей (ИС) с объектом управления. Поэтому оптимизация процесса прохождения ИП заключается в минимизации указанных в них параметров. В последовательной реализации данной задачи и строился процесс технической подготовки и управления производством. В первую очередь минимизировали количество ИС. Практически для этого проводилась технологическая проработка и унификация деталей. Качественная унификация может существенно сократить (на 20—30%) трудоёмкость дальнейших работ технической подготовки и значительно повысить серийность производства. Однако далеко не всегда на конкретных предприятиях с достаточно сложной номенклатурой деталей унификация проводится с должным качеством, т. к. процесс унифи-
кации для устоявшегося производства сложен и болезнен, особенно если она проводится «вручную». Поэтому предложена разработка информационно-поисковой системы конструкторско-
технологического назначения, автоматизация которой, кроме систематизации информационного процесса, также минимизирует в производстве время прохождения управляющего сигнала.
Одним из организующих принципов создания любой сложной системы, в том числе и информационно-производственной, является обратная связь. В качестве этого элемента некоторой комплексной системы предложена система автоматизированного расчёта трудоёмкости. Её роль заключается в расчёте основной оценочной информации функционирования любого производственного процесса - функционального времени, его учёта на всех уровнях развития. Остается ещё один критерий, выполнение которого необходимо для первичной реализации архитектуры проекта комплекса - согласованность информационных потоков и связей в производственном пространстве и времени. Функцию такого согласования отдали автоматизированной системе оперативно-календарного планирования. Таким образом, можно резюмировать основную последовательность реализации комплексной автоматизированной системы технической подготовки и управления производством (КАС ТеПУП) (табл. 1).
С помощью информации КАС ТеПУП можно автоматам ированно решать большинство задач технической подготовки производства. В числе приоритетных задач следующие:
- конструкторский поиск деталей-аналогов при проектировании новых изделий;
- присвоение чётких наименований при технологической проработке деталей и их унификации;
- исключение из состава наименований слов, не соответствующих описанию формы, соответствующих деталей;
- поиск ТП-аналогов для их последующей корректировки при проектировании новых техпроцессов;
- группирование деталей по конструктивным признакам;
- выбор и расчёт размеров заготовки заготовки;
- проведение расцеховки деталей;
- определение типа основного производства;
- определение вида и расчёт количества цехов и участков;
- определение маршрута обработки деталей;
- выбор и расчёт количества оборудования;
- проектирование рабочих ТП обработки деталей;
- выбор деталей для их обработки на станках с ЧПУ; а также в качестве информационной основы для разработки систем: материало-обеспечения; инструментообеспечения; учёта и поиска оснастки и её элементов.
Таблица 1
Основные направления работ и критерии управляемости при реализации КЛС ТеПУП
Направления рабог по внедрению КАС ТеПУП Критерии оптимизации качества управления производством по ИП и ИС
1. Технологическая проработка и унификация (ТПУ); количество И С; разветвлённость ИС;
2. Разработка информационно-поисковой системы конструкторско-технологического назначения (ИПС КТН); системность ИС, время прохождения прямого управляющего сигнала по ИП и ИС;
3. Разработка системы автоматизированного расчёта трудоёмкости (САРТ); время прохождения обратного управляющего сигнала по ИП и ИС;
4. Разработка системы оперативно-календарного планирования (АС ОКП) согласованность информационных потоков и связей в производственном пространстве и времени
Обобщённая функциональная схема реализации первого этапа комплексной системы приведена на рис. 2
Вход
ипс ктн
Выход
АС ОКП
W
Рис. 2. Обобщённая функциональная схема комплексной автоматизированной системы технической
подготовки и управления производством
Дальнейший процесс совершенствования КЛС ТеПУП заключается в разработке, внедрении и развитии множества задач, в том числе и указанных выше. Каждая из них будет добавлять в фонд производства некоторую частичку экономической эффективности. Разработка и внедрение указанных задач входит в процесс построения САПР, реализация которого обозначает конец второй стадии второго этапа внедрения КАС ТеПУП. Второй стадией указанного этапа является разработка и внедрение логистических задач по оптимизации материально-технических операций снабжения и сбыта, а также классических систем управления качеством предприятия.
Для реализации второго этапа, т. е. автоматизации предварительного расчёта трудоёмкости изготовления деталей, разработана методика, структурная модель и алгоритм поуровневого расчёта этой трудоёмкости. Часть задачи для деталей типа тел вращения и поставлена на ЭВМ. Разработанные методы позволяют сократить количество исходных данных но сравнению с базовым вариантом в 2-3 раза, тогда как погрешность вычислений возрастает всего на 5-10%, что на данном этапе ТПП вполне допустимо. Предлагаемые методы сжатия и автоматизации информационных процессов позволяют существенно сократить
сроки технологической подготовки производства и повысить его общую экономическую эффективность.
Кроме указанных преимуществ, мы получаем удобную системную идеологию для формирования аналоговых систем автоматизированного .проектирования техпроцессов (САПР ТП), а при последовательном уточнении классификационного кода - генерирующих САПР ТП. Одну из сторон работы по созданию САПР составляет разработка проблемно ориентированного языка. Поэтому важен вопрос создания точной терминологии информации о деталях машин.
БИБШОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ширялкин, А. Ф. Формирование естественных классификаций деталей машин для применения в системах автоматизированного проектирования и управления/ А. Ф. Ширялкин. - Ульяновск: УлГТУ, 2004.- 151 с.
Ширялкин Александр Фёдорович, кандидат технических наук, заведующий лабораторией кафедры ((Управление'качеством». Имеет статьи и монографии в области подготовки и управления производством и классификации объектов производства.
