CC BY
32
Разработка интегрированной системы «ОбувьПро+»
О.А. Голубева, А.Н. Тхазаплижева, В.Л. Эльмесов Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону
Аннотация: На сегодняшний день, одним из важных показателей эффективности производства является степень информатизации и автоматизации технологических процессов предприятия. Многие обувные предприятия остро нуждаются в таких инструментах как быстрая оценка трудозатрат и материальных ресурсов, необходимых для изготовления продукции. В качестве одного из возможных вариантов обеспечения таких потребностей предлагается, разработанная авторами статьи, интегрированная система, внедрение которой напрямую способно повлияет на конкурентоспособность предприятия. В статье предлагается провести процедуру иинтеграции системы проектирования технологических процессов с системой конструирования и автоматизированной системой управления предприятия. В статье приводится подробное описание разработанной информационной системы: описываются ее функциональные возможности; представлены схемы взаимодействия информационных процессов протекающий внутри системы; приводится описание взаимодействия компонентов системы; описаны структурные составляющие системы.
Статья опубликована в рамках реализации программы Международного Форума «Победный май 1945 года».
Ключевые слова: автоматизированная система управления, программное обеспечение, технологический процесс, производство обуви, база данных.
Введение
В настоящее время обувные предприятия остро нуждаются в быстрой оценке трудозатрат и материальных ресурсов, необходимых для изготовления продукции. Для обеспечения таких потребностей может служить интегрированная система, внедрение которой напрямую повлияет на конкурентоспособность предприятия. Интеграции необходимо подвергнуть систему проектирования технологических процессов с системой конструирования и автоматизированной системой управления (далее - АСУ) предприятия [1].
По мнению множества экспертов, считается что современная обувная промышленность в нашей стране должна двигаться в сторону технической автоматизации производства и внедрения в производство современных гибких технологий, с помощью которых можно за небольшие промежутки времени перестроить технологические процессы (ТП) для изготовления
нового ассортимента продукции [2,3]. Повышение качества продукции тогда пойдет путем полной автоматизации проектирования технологических процессов. На текущий момент в сфере производства обуви автоматизированы только некоторые этапы конструкторско-технологической подготовки. Стоимость готового изделия определяется последовательностью процессов проектирования начиная от разработки модели и создания ее прототипа до принятия итоговых решений.
Ситуация значительно улучшилась с появлением систем автоматизированного проектирования (далее - САПР) и программ планирования затрат на производстве. Однако, они работают локализованными задачами, что сказывается на эффективности производства. САПР применяются при разработке моделей обуви, укладываемости, градирования деталей и т.п. [4]. В таблице 1 приведены ведущие фирмы, занимающиеся производством САПР для обувных предприятий.
Таблица 1
САПР в обувной промышленности
Название фирм Страна Характеристика
1 2 3
ГББ Мюго(1упатю8 США Позволяет конструировать модели обуви, градировать и укладывать детали
С1агк8 Англия Чертежи деталей, расчёт площадей деталей и экономичности моделей
Ьейга Канада, Австрия, Франция Выполняет ввод параметров колодки, конструирует обувь, детализирует, градирует, укладывает, разрабатывает шаблоны детали верха обуви
Аско-2Д Россия Предназначена для прорисовки цветных графических эскизов, выполнения конструкторской разработки моделей, градирования шаблонов деталей, подготовки технологической документации на модель, рассчитывает нормы расхода основных и вспомогательных материалов, подготавливает сопроводительные документы
В1юе8Мо11е1 Россия Выполняет проектирование эскиза модели, конструктивной основы верха обуви, серийное градирование деталей обуви на все размеры и полноты, градирование на нестандартные размеры, оценку укладываемости и материалоемкости конструкции и т.д.
Анализ развития автоматизированных программ технологического проектирования показал, что на данный момент автоматизированная система технологической подготовки производства (далее - АСТПП) позволяет разрабатывать лишь отдельные процессы [5]. Вследствие этого, предприятия теряют прибыль уже на этапах разработки товара.
Сочетая в себе АСУ предприятия с САПР ТП и САПР конструкторских работ, интегрированная система, работающая в диалоговом и полуавтоматическом режиме, способна обеспечить оперативную информационную поддержку подготовки производства [6].
Описание системы.
Информационное обеспечение разработано для решения таких задач как автоматизация процесса проектирования и отслеживания состояния этапов различных процессов в производстве обуви. Данная система представляет собой базу данных «ОбувьПро+», внутри которой описывается перечень технологического оснащения. В данный перечень входят: необходимые материалы, техническое оборудование и приспособления, различные инструменты, операций, нормы времени и расхода материалов, условия выбора операций и оснащения для автоматизированного проектирования ТП, справочники кодирования элементов конструкции изделия и их параметров и т.д.
Данная система «ОбувьПро+» позволяет совершить переход на более качественный новый уровень решения задач возникающих в конструкторско-технологических процессах производства обуви, с целью повышения экономического результата.
На рисунке 1 представлены основные определения системы «ОбувьПро+».
PART-OF
Рисунок 1 - основные определения системы «ОбувьПро+»
где Ор - множество операций;
Eq - множество единиц оборудования; M - множество материалов; P - множество типов сборочных единиц; S - множество сборочных единиц;
ISA - отношение предпорядка, задающее понятийную иерархию; PART-ОБ - отношение предпорядка, задающее связь «ЧАСТЬ -ЦЕЛОЕ»;
USE - антирефлексивное, несеммитричное и антитранзитивное отношение, выражающее связь между объектами;
R с S - множество узлов: Si е R если 3Sj PART-ОБ Si и 3Sk PART-ОБ
Si;
D с S - множество деталей: Si е D если 3Sk принадлежит Si и КОТ 3Sj PART-ОБ Si;
U с S - множество готовых изделий: Si е если U 3Sk PART-ОБ Si и NDT 3 Si PART-ОБ Sj. Ограничения:
VОpi 3Eqj, что Оpi USE Eqj в каждой операции используется оборудование;
VOpi 3Mj, что Opi USE Mj в каждой операции используется хота бы один материал; VOpi EISj, что Opi USE Sj в каждой операции используется сборочная единица; Если Pi PART-OF Pj & Sk ISA Pi & Si ISA Pj, то Si PART-OF Sk если типы сборочных единиц связаны отношением «ЧАСТЬ-ЦЕЛОЕ», то их потомки связаны также; VSi 3Sj, что Si PART-OF Sj & NOT 3Sk PART-OF Sj каждая сборочная единица должна входить в изделие.
Ниже приведена формула для вычисления потребности в сборочных единицах
Шаг 1 Ns. = Qst+Z ^Qsj,
где Nsi - потребность;
Qsi - количество сборочных единиц в узле (или план для изделия). Шаг 2. Если Si е U, то останов Шаг 3. VSi 3Si PART-OF Sj & NOT 3Sk
что Sk PART-OF Si Nst = i;lNs; Q
где Sj = {1..n} - множество нетранзитиво связанных PART-OF предка сборочной единицы Si.
Алгоритм вычисления потребности в материалах
t=i j=i Nmlk = Z Nst * Z Nm}
t=n j=k
где Nmik - потребность в материале Mk сборочной единицы Si; Nsi - потребность в сборочной единице Si;
Nmj - потребность в материале сборочной единицы Sij-ой операции;
Если Si е D, то остановка.
Расчет себестоимости изделия
Шаг 1. Если NOT 3Sj PART-OF Si, то Q = Et + Wt
Шаг 2. Если 3Sj PART-OF Si, то Qt = Qt + Z C t
]=m
Существует несколько платформ, полностью покрывающих задачу построения информационных систем [7]. Среди них выбрана платформа Oracle.
Интегрированная система для обувной промышленности позволяет хранить, изменять и отображать в удобном для пользователя виде данные о производстве обуви; выполнять расчеты себестоимости изделий и сборочных единиц. Система является кроссплатформенной, масштабируемой и обеспечивает защиту данных на промышленном уровне и учет всей основной деятельности компании [8]. Она также обеспечивает доступность получения аналитических данных для руководителей организаций или иных уполномоченных лиц. Web-приложение обеспечивает: доступ к информационной базе сотрудников компании. Модуль формирования рэнкинговых и сводных таблиц для управленческого анализа деятельности компании. Дополнительно реализованы: вычисление агрегатных показателей; выгрузка результатов анализа в формате Excel (CS V); формирование диаграмм различных типов.
Программа осуществляет формирование аналитических отчетов обеспечивает формирование рейтинговых и сводных таблиц для управленческого анализа деятельности компании. Дополнительно реализованы: вычисление агрегатных показателей; выгрузка результатов анализа деятельности компании. Дополнительно реализованы: вычисление агрегатных показателей; выгрузка результатов анализа в формате Excel (CSV); формирование диаграмм различных типов [9]. Система формирования аналитических отчетов реализована в виде сервиса, доступного через web-приложение и прозрачного для пользователя системы.
Главная страница системы представлена на рисунке 2.
Рис. 2 - Главная страница программной системы «ОбувьПро+»
«ОбувьПро+» работает в четырех режимах: диалоговом, полуавтоматическом, автоматическом, и при их сочетании.
База «Конкретных технологических процессов» (КТП) позволяет проектировать технологический процесс, в диалоговом режиме совместно с «Информационной базой» (далее - ИБ) и базой «Материалов».
На рисунке 3 приведены основные виды информации, которыми может оперировать технолог при диалоговом проектировании ТП.
Проектирование «Общих технологических процессов»: выбирается группа ТП, вводится наименование ОТП или копируется необходимый ТП из КТП, после чего добавляются недостающие технологические операции, тексты переход из других ТП [10].
Рис. 3 - Основные виды информации системы «ОбувьПро+»
На рисунке 4 представлена схема рекомендованной последовательности создания «Общих технологических процессов».
Группирование деталей и технологически! процессов по обобщающим признакам :';лшсгво оборудования, функциональное назначение деталей) метод крепления деталей низа
Чертежи деталей см мквди крепления! разрезе ГП иивдошения деталей Информационная оа;а
Наименования операций, оборудование, приспособления, тексты переходов, инструменты
Укрупненная схема сборки Общи гешо.тогшесыш процесс (ОГЦ)
Та&мвдые Условия выбора операций.
занные — переходов, инструментов,
расчеит режимов и норм
Припуски на обработку повертностей
Норжгивные значения параметров режима обраоотит
Рис. 4 - Схема рекомендованной последовательности создания «Общих технологических цветных процессов»
После разработки общих технологических процессов переходят к автоматизированному режиму проектирования технологических процессов, путем создания модели обуви с заданными характеристиками. Для описанной модели назначается характерный для нее общий технологический процесс. После чего можно перейти к этапу, на котором производится
формирования технологического процесса в автоматическом режиме. На данном этапе программное средство выбирает из привязанного к данной модели обуви общего технологического процесса, технические операции, необходимые для изготовления каждого отдельного элемента входящий в состав модели обуви. Следующим этапом идет перенос выбранных технических операций в КТП (рисунок 5).
Назначенный ОГП
Операции Оснащение Устава Переходы Текст перехода Оснащение Услоепя
База условий п расчетов
Услоепя: Выоор операций Выоор переходов Вьюор оснащения Проверка сведений Проверка значений Проверка харакгерпспш Вычисления значений Вычисление режимов Вычисление норы Вычисление табличных
знагоний Подбор оснащения
Рис. 5 - Укрупненная схема взаимодействия баз данных в процессе автоматического проектирования ТП производства обуви
На следующем этапе программное средство исключает из КТП операции и переходы, для которых условия их выбора не выполнены, и рассчитывает нормы изготовления, которые имеются в этих условиях. КТП, которые были сформированы автоматически аналогично КТП, сформированным режиме диалога. Так же после завершения автоматического проектирования КТП можно отредактировать их или напечатать при помощи диалогового режима.
Литература
1. Старых О.И. Информационная поддержка технологической подготовки производства обуви. // Кожевенно-обувная промышленность. -М., 2009. - № 1. С 16-18.
2. Высоцкая А.В. Формализация технологического процесса сборки обуви ниточных методов крепления с целью автоматизации его проектирования // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки.2011. №5. С 8-9.
3. Тернавская Т.В. Автоматизация проектирования технологического процесса сборки обуви литьевого метода крепления // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. 2012. Т. 6. № 2. С. 32-33.
4. Высоцкая А.В., Тернавская Т.В. Создание информационной базы данных для автоматизированного проектирования технологического процесса сборки обуви ниточных методов крепления // Известия вузов. Технология легкой промышленности. С-Пб., 2011.Том 4. № 12. С 7-8.
5. Радчук В.А. Закономерности развития рынка информационных услуг на современном этапе // Инженерный вестник Дона, 2011, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2011/494/
6. Пономарева, Е. И. Совершенствование процесса обработки данных при помощи облачных вычислений // Инженерный вестник Дона, 2012, №1. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/628/.
7. Гаскаров Д.В. Интеллектуальные информационные системы. -М.: Высшая школа, 2003. 432 с.
8. Murdock, K. L. Autodesk 3ds Max 2013 Bible: ISBN: 978-1-11832832-3, 2012, - 816 p.
9. Codd E.F. Extending the Database Relational Model to Capture More Meaning // Journal "ACM Transactions on Database Systems", NY, USA: TODS Homepage "ACM Trans. Database Syst.", 1979, № 4, pp. 397-434.
10. Замарашкин К.Н. Проектирование обувных колодок с переменной носочной частью. // Исследовано в России. 2005. URL: cyberleninka.ru/article/n/proektirovanie-obuvnyh-kolodok-s-peremennoy-nosochnoy-chastyu-soobschenie-1-osevaya-liniya-nosochnoy-chasti
References
1. Staryh O.I. Kozhevenno-obuvnaja promyshlennost'. M., 2009. № 1. 16-18 pp.
2. Vysockaja A.V. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Tehnicheskie nauki.2011. №5. 8-9 pp.
3. Ternavskaja T.V. Sbornik nauchnyh trudov Sworld po materialam mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2012. T. 6. № 2. 32-33 pp.
4. Vysockaja A.V., Ternavskaja T.V. Izvestija vuzov. Tehnologija legkoj promyshlennosti. S-Pb., 2011.Tom 4. № 12. 7-8 pp.
5. Radchuk V.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2011, №3. URL:ivdon.ru/magazine/archive/n3y2011/494/
6. Ponomareva, E. I. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №1. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/628/
7. Gaskarov D.V. Intellektual'nyye informatsionnyye sistemy [Intelligent Information Systems]. M.: Vysshaja shkola, 2003. 432 p.
8. Murdock, K.L. Autodesk 3ds Max 2013 Bible: ISBN: 978-1-11832832-3, 2012, 816 p.
9. Codd E.F. Journal "ACM Transactions on Database Systems", NY, USA: TODS Homepage "ACM Trans. Database Syst.", 1979, № 4, 397-434 pp.
10. Zamarashkin K. N. Proyektirovaniye obuvnykh kolodok s peremennoy nosochnoy chast'yu [Designing shoe pads with a variable toe part].
Issledovano v Rossii. 2005. URL: cyberleninka.ru/article/n/proektirovanie-
obuvnyh-kolodok-s-peremennoy-nosochnoy-chastyu-soobschenie-1-osevaya-
liniya-nosochnoy-chasti/
