CC BY
96
6. Игнатьев А. А. Мониторинг технологического процесса на основании автоматизированного контроля динамических характеристик станков / А. А. Игнатьев, В. А. Добряков, С. А. Игнатьев // СТИН. 2005. № 7. С. 3-7.
7. Васин М.П. Повышение стабильности параметров точности шлифовальных поверхностей качения колец подшипников на основе многопараметрового активного контроля: ав-тореф. дис....канд. техн. наук / М.П. Васин. Саратов, 2007. 16 с.
8. Нестерова И.В. Корректировка технологического маршрута с учетом технического состояния станков / И.В. Нестерова, С.А. Игнатьев // Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении: тр. Всерос. конф. Тольятти: ТГУ, 2005. С. 296-298.
9. Мониторинг станков и процессов шлифования в подшипниковом производстве / А. А. Игнатьев, М.В. Виноградов, В.В. Горбунов и др. Саратов: СГТУ, 2004. 124 с.
10. http://www.tflex.ru/
Игнатьев Станислав Александрович
доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» Саратовского государственного технического университета
Ignatyev Stanislav Aleksandrovich -
Doctor of Technical Science, Professor, Head of the Department of «Automation and management of technological processes» of Saratov State Technical University
Шабалина Анна Александровна -
аспирантка кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» Саратовского государственного технического университета
Shabalina Anna Aleksandrovna -
Post-graduate Student of the Department of «Automation and management of technological processes» of Saratov State Technical University
Статья поступила в редакцию 11.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
УДК 681.5
С.А. Игнатьев, А.А. Шабалина
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ
Рассматриваются характеристики систем автоматического проектирования с учетом специфики российских предприятий и возможность управлять качеством продукции.
Управление качеством продукции, мониторинг, система автоматизированного проектирования
S.A. Ignatyev, A.A. Shabalina
COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF SYSTEMS OF AUTOMATIC DESIGNING
FOR PRODUCT QUALITY CONTROL
Characteristics of systems of automatic designing taking into account specificity of the Russian enterprises andpossibility to operate quality of production are considered.
Product quality control monitoring, system of automatic designing
Качество продукции (включая новизну, технический уровень, отсутствие дефектов при исполнении, надежность в эксплуатации) является одним из важнейших средств конкурентной борьбы, завоевания и удержания позиций на рынке. В связи с этим особое внимание уделяется обеспечению высокого качества продукции, устанавливая контроль на всех стадиях производственного процесса, начиная с контроля качества используемых сырья и материалов и заканчивая определением соответствия выпущенного продукта техническим характеристикам и параметрам не только в ходе его испытаний, но и в эксплуатации, а для сложных видов оборудования - с предоставлением определенного гарантийного срока после установки оборудования на предприятии заказчика. Управление качеством продукции стало основной частью производственного процесса и направлено не столько на выявление дефектов или брака в готовой продукции, сколько на проверку качества изделия в процессе его изготовления и предотвращения брака [1, 2].
На многих предприятиях различных стран успешно функционируют системы управления качеством выпускаемой продукции, такие как SQC (Statistical Quality Control), TQC (Total Quality Management), ISO 9000 и PI (Product Innovation) и ряд других [3]. Тем не менее, в выпускаемой продукции наблюдаются вариации качества деталей и повторяющиеся случаи дефектов одного рода, высокие издержки на поддержку качества, недостаточная надежность и сложность оборудования.
Качество продукции машиностроения, в том числе в подшипниковом производстве, определяется качеством технологического процесса (ТП), который должен обладать высокой степенью надежности и гарантированно обеспечивать параметры изготавливаемых изделий. Наиболее важной составной частью ТП являются автоматизированные металлорежущие станки (МРС), технический уровень которых определяет возможности предприятия по выпуску конкурентоспособной продукции и эффективность производства [4].
Одним из способов управления качеством шлифования является мониторинг ТП. В подшипниковой промышленности используется новый метод статистического управления процессами - мониторинг технологических процессов шлифования. Понятие мониторинга, сформулированное А.В. Пушем, включает диагностику, идентификацию, прогнозирование и управление состоянием станочной системы на основе анализа информации, а также принятие решения о корректировке [5]. Мониторинг процесса шлифования направлен на обеспечение качества деталей технологическими средствами, когда результаты измерений определяющих параметров способствуют предупреждению появления брака вместо его фиксирования. Одной из актуальных задач является разработка метода автоматизированной оценки технического состояния шлифовального оборудования по виброакустическим колебаниям, а также корректировка на основе полученных данных маршрута ТП колец подшипников в системе механообработки [6, 7].
Одним из решающих направлений совершенствования технологического процесса производства (ТПП) является создание и эффективное использование автоматизированных систем, основанных на широком использовании ЭВМ.
При неавтоматизированной подготовке производства ТП разрабатываются непосредственно в виде комплектов технологической документации. При использовании автоматизированных систем ТПП создаваемые описания ТП размещаются в компьютерной базе данных, а соответствующая документация является лишь отображением внутреннего представления ТП во внешнюю сферу. Хранящиеся в базе данных ТП являются основным источником информации для решения задач автоматизированного управления технологической подготов-214
кой производства. При этом разработка ТП выполняется с помощью специальных систем автоматизированного проектирования ТП (САПР ТП).
Автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП) является подсистемой АСУП (автоматизированной системы управления предприятием) и состоит из функциональных подсистем более низкого уровня, выделенных в соответствии с задачами, решаемыми в процессе ТПП: системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП), системы автоматизированного проектирования технологического оснащения (САПРТО), системы автоматизированного проектирования производственных подразделений (САПРОП) и системы управления технологической подготовки производства (АСУТПП) [8].
Многократное увеличение функциональных возможностей вычислительных систем открыло путь для использования новых схем сопряжения систем автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM) [9, 10].
С помощью САПР можно воздействовать на станок изменяя условия ТП изготавливаемого изделия.
САПР для конструирования могут применяться различные программы, например: T-Flex, СПРУТ-ТП, Гемма-SD, Аппиус 1С Технология и др. Особое внимание уделим программному комплексу T-Flex.
В таблице приведена сравнительная характеристика T-Flex и других распространенных САПР ТП, используемых в традиционном производстве.
Если адаптация САПР конструкции изделия зарубежной разработки к отечественным условиям применения и ее «русификации» проходят сравнительно просто, то аналогичные действия с САПР ТП часто вызывают серьезные затруднения. Прежде всего сказываются различия в нормативных базах (отечественные стандарты не совпадают с зарубежными). Не совпадают марки используемых материалов, разнятся методики определения и характеристик, не совпадает общая методология проектирования ТП, подходы к определению режимов обработки, оценки возможных сил резания и т.д. Все это накладывает серьезные ограничения на конкурентоспособность САПР ТП зарубежной разработки на отечественном рынке [14].
На некоторых отечественных предприятиях уже начали применять «связки» САПР зарубежной и отечественной разработки. Автоматизированное конструирование изделий и его элементов выполняют с помощью зарубежной САПР конструирования изделия, а технологическую подготовку - с помощью отечественной САПР ТП. При интеграции систем становятся первоочередными проблемы совместимости форматов экспортируемых (импортируемых) данных [14].
Программный комплекс T-Flex Технология имеет два существенных отличия от других рассматриваемых САПР. Во-первых, использование международных лицензионных продуктов международного стандарта. Во-вторых, имеется возможность расширения комплекса с применением языков программирования высокого уровня. Языки программирования С и С++ относятся к числу наиболее мощных, гибких и наиболее распространенных языков программирования высокого уровня.
Создание единого информационного пространства для управления процессами разработки и подготовки производства выводит предприятие на качественно новый уровень организации работ и существенно упрощает прохождение сертификации по стандарту системы качества ГОСТ ИСО 9001 - аналога ISO 9001, признанного мировым сообществом в качестве эталона современной модели эффективного менеджмента [15].
Внедрение САПР требует создания соответствующей системы организации работ, только в этом случае может быть обеспечено эффективное использование сложной и высокопроизводительной техники
Сравнительная характеристика САПР ТП
T-Flex Технология СПРУТ-ТП ГеММа-Эй Аппиус 1С Технология
Наличие других Имеются
взаимосвязанных модулей Имеются Имеются Имеются В основном предназначаются для бухгалтерского учета
Единство данных
и автоматизированное отслеживание Обеспечивает Обеспечивает Обеспечивает Обеспечивает
изменений
по всему проекту
Учитывают российскую специфику в соответствии Да Да Да Да
с ГОСТом
Использование Используются: Базируется на единой
лицензионных продуктов международного стандарта - Лицензионное геометрическое ядро Parasolid фирмы Siemens PLM Software; - Известная библиотека DWGDirect; - Microsoft SQL-server корпорации Microsoft; - Лицензированный генератор конечно-элементных сеток компании Simmetrix Не используют Не используют технологической платформе «1С: Предприятие 8», которая, в свою очередь, базируется на сервере управления базами данных Microsoft SQL-Сервер
Окончание таблицы
T-Flex Технология СПРУТ-ТП ГеММа-Эй Аппиус 1С Технология
Интеграция Можно выделить межсистемную интеграцию внутри комплекса и интеграцию со сторонними системами автоматизации проектирования, используемыми пользователями. В комплексе T-FLEX CA D/CA M/CAE/CA PP/PDM системы автоматизации проектирования и PDM-система работают совместно сразу после установки Для оформления эскизов СПРУТ-ТП интегрирована с SolidWorks (*.slddrw), AutoCAD (*.dwg, *.dxf), Компас (*.cdw, *.frw) и др. системами по стандартным форматам обмена (*.dxf, *.emf, *.wmf, *.jpg, *.bmp). Интеграция с использованием схемы преобразования (трансформации). Схема преобразования представлена в виде XML-файла. Сложно адаптируется Возможна передача данных в виде как SD-моделей, так и чертежей из всех известных CAD-систем, с помощью чего и осуществляется интеграция [11] Возможна практически с любыми внешними программами и оборудованием на основе общепризнанных открытых стандартов и протоколов передачи данных [12]
Единая база данных Да Собственная БД, объединенная из различных составных блоков Да Да
Возможность расширения комплекса Имеется. Позволяют использовать любые языки программирования (C++, Visual Basic, C#, ...) Имеется. На платформе языка СПРУТ Имеется Собственный язык программирования GML - GeMMa Macro Langvuage, предназначенный для создания макропроцедур [13] Имеется. Собственный язык программирования 1С: Предприятие
Возможность доработки Предусмотрена Предусмотрена Предусмотрена Предусмотрена
ЛИТЕРАТУРА
1. Игнатьев С.А. Обеспечение качества формообразования деталей точного машиностроения на основе мониторинга технологического процесса и оборудования: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / С.А.Игнатьев. Саратов, 2GG9. Зб с.
2. Серова А.А. Автоматизация технологической подготовки производства / А. А.Серова // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2GG9. С. В4-ВВ.
3. Всеобщее управление качеством / О.П. Глудкин, Н.М. Горбунов, А.И. Гуров, Ю.В. Зорин. М.: Радио и связь, 1999. 6GG с.
4. Игнатьев А.А. Совершенствование системы управления качеством продукции на основе системы мониторинга технологического процесса / А.А. Игнатьев, В.В. Горбунов, С.А. Игнатьев // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2GG5. С. 81-8l.
5. Пуш А.В. Моделирование и мониторинг станков и станочных систем / А.В. Пуш // СТИН. 2GGG. № 9. С. 12-2G.
6. Бочкарев П.Ю. Автоматизированный выбор технологического оборудования в АСУТП при шлифовании деталей / П.Ю. Бочкарев, И.В. Нестерова // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-1В: сб. тр. XVIII Междунар. науч. конф. Казань: Казан. гос. ун-т, 2GG5. С. б2-б5.
I. Игнатьев С.А. Методическое обеспечение автоматизированной оценки динамического состояния шлифовальных станков в системе мониторинга для корректировки технологического процесса / С. А.Игнатьев, И.В.Нестерова, А. А.Игнатьев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2GG6. № 1 (11). Выпуск 2. С. 9G-9l.
В. Дмитриевский Б.С. Автоматизированные информационные системы управления инновационным наукоемким предприятием / Б.С. Дмитриевский. М.: Машиностроение - 1, 2GG6. 15б с.
9. Сайт журнала СТА (современные технологии автоматизации) http://www.cta.ru/ 1G. Журнал «Chip News» - научно-технический журнал http://chipnews.com.ua/
II. http://www.gemma.ru/pub.php?ObjectID=892&CatID=1
12. http://www.appius.ru/index.php?form=index&href=ind_1c
13. http://www. gemma.ru/pub .php?Obj ectID=521 &CatID=1
14. Кондаков А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Кондаков. 2-е изд., стер. М.: Изд. центр «Академия», 2GGB. 212с.
15. http://www.tflex.ru/products/
Игнатьев Станислав Александрович - Ignatyev Stanislav Aleksandrovich -
доктор технических наук, профессор Doctor of Technical Science, Professor,
кафедры «Автоматизация Head of the Department of «Automation
и управление технологическими and management of technological processes»
процессами» Саратовского of Saratov State Technical University государственного технического университета
Шабалина Анна Александровна - Shabalina Anna Aleksandrovna -
аспирантка кафедры «Автоматизация Post-graduate Student of the Department
и управление технологическими of «Automation and management
процессами» Саратовского of technological processes» of Saratov State
государственного технического университета Technical University
Статья поступила в редакцию 11.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
