Функции
технологической подготовки для ПРТС-работ
В.Д. Костюков,
вед.н. с., к.т.н.,
В.Н. Мортвичев,
нач. ОМАПП,
А.И. Островерх,
зам. ген.дир. по эконом.,
А.В. Цырков,
главн. констр. ЕКИТСУП, д.т.н.,
ГКНПЦ им. М.В.
Хруничева, г. Москва
В авиакосмической
промышленности академиками С.П. Королевым, В.П. Мишиным, В.Н. Челомеем, Г.Б. Лозино-Лозинским,
П.Н. Беляниным, А.И. Киселевым, А.А. Медведевым, А.А.
Калининым, В.Ф. Митиным и другими выдающимися
отечественными учеными и организаторами производства накоплен большой опыт
создания автоматизированных малолюдных компьютеризированных производств,
работающих по безбумажной технологии в рамках проектов:
·
"Буран
- Энергия" (изготовления заготовок ТЗП на НПО "Технология" г. Обнинск, сквозного проектирования и изготовления ТЗП на
НПО "Молния" и ТМЗ, изготовления 35 наименований корпусных деталей гидро топливной аппаратуры на автоматической линии с
программным управлением АЛП - 3 - 2 ММЗ
"Рассвет");
·
"Протон-М"
(изготовления заготовок в компьютеризированной интегрированной производственной
системе кузнечно-штамповочного цеха, изготовления деталей на участках
фрезерных, токарных станках и обрабатывающих центрах с групповым управлением от
центральных кустовых вычислительных центров);
·
"Бриз-М"
(изготовление деталей на станках с ЧПУ с DNS терминальными станциями ЭНИМС);
·
"Рокот"
(проектирование-изготовление в едином цикле средств технологического оснащения
на станках с ЧПУ по системе ADEM);
·
"12КВРБ"
(проектирование-изготовление в едином цикле на станках с ЧПУ по системе CATIA
трубопроводов с использованием электронных моделей вместо физических носителей
геометрической информации - эталонных деталей, шаблонов и плазов);
·
"Ангара"
(формирование в электронном виде рабочих технологических процессов
сварочно-сборочного, гальванического, электротехнического и других производств
по системе TEXCARD фирмы "Интермех") и других.
Применение
этого опыта для решения производственных задач в настоящее время поможет многим
машиностроительным предприятиям резко повысить эффективность их работы и будет
способствовать выживанию в конкурентной борьбе на международных рынках.
рис. 1. Диаграмма
декомпозиции, описывающая бизнес процессы проектирования ТПП по ПРТС-работам
Одним из ярких примеров этого является
механизация и автоматизация погрузочно - разгрузочных и транспортно - складских работ в
кузнечнопрессовом производстве при реализации проекта "ПРОТОН". ОМАПП
спроектированы и изготовлены два автоматизированных склада тяжелых заготовок
весом до 2т. элеваторного типа, каждый общей грузоподъёмностью 32 т., состоящий
из 16 ячеек. Эти склады, успешно эксплуатируются более 20 лет в
кузнечно-штамповочном цехе РКЗ и определяют примерный объем и сложность задач,
возникающих при проектировании СТО для ПРТС-работ.
На рис. 1 представлена диаграмма
шестого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева.
Бизнес-процессы работ по ТИЗ отдела
механизации и автоматизации производственных процессов - ОМАПП предназначены
для управления работами в отделе, в том числе ведения делопроизводства, планирования
труда и заработной платы. Результатами выполнения данных работ являются: журнал
входящей документации с резолюциями об исполнителях и сроках выполнения работ;
журнал исходящей документации с адресами рассылки; планово-экономическая документация
по труду и заработной плате ОМАПП [1].
Бизнес процессы решения общих вопросов
технологической подготовки погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских -
ПРТС работ для изделий РКТ предназначены для отработки конструкции изделий на
технологичность применительно к выполнению ПРТС-работ,
в том числе для: осуществления согласования и контроля за
составлением и внедрением технологии ПРТС-работ в
цехах завода; методического руководства технологическими службами цехов по
вопросам организации и механизации ПРТС-работ в
отделах и цехах, связанных с изготовлением, транспортировкой и хранением
изделий и их сборочных единиц - СЕ; составления планов организационно-технических
мероприятий по новой технике, стандартизации по профилю отдела и организации их
выполнения; определения потребности подразделений предприятия
в подъемно-транспортном оборудовании, внутрицеховой уборочной технике,
электротранспорте, материалах и составлении годовых заявок на их приобретение;
разработки (совместно с цехами и КБ ТП) технологических планировок размещения
средств механизации ПРТС-работ в курируемых отделом
цехах, отделах и общезаводских складах; подготовки технических проектов по
перспективному развитию цехов завода в области механизации ПРТС-работ;
контроля за поддержанием в рабочем состоянии
складского хозяйства завода; обеспечения внедрение на заводе государственных и
отраслевых стандартов в области компетенции отдела. Основным результатом
выполнения комплекса работ по решению общих вопросов ТПП применительно к ПРТС-работам является АКТ готовности производства к
изготовлению ДСЕ, узлов и агрегатов нового изделия РКТ [2].
Бизнес процессы проектирования средств
технологического оснащения - СТО для ПРТС-работ
предназначены для конструирования, нестандартного оборудования, специальной и
специализированной оснастки. Изготовление СТО для ПРТС - работ, в том числе и
нестандартного оборудования, осуществляется как цехами инструментального
производства, так и цехами основного производства. Нестандартное оборудование,
специальная оснастка для ПРТС-работ могут приобретаться
у заводов-смежников [3].
При производстве новых изделий больше
всего времени и ресурсов уходит на подготовку производства. Кроме того,
производство ракетно-космической техники на РКЗ характеризуется большим числом
покупных комплектующих изделий. После изготовления ракетоносителя в обязанности
Космического центра входит транспортировка его на космодром, подготовка
ракетоносителя и полезной нагрузки к старту и осуществление самого старта. Все
эти задачи требуют слаженного взаимодействия Космического центра с множеством
сторонних предприятий. Слаженность работы заключается в четкой организации
обмена технической информацией о поставляемых комплектующих изделиях или
услугах, о сроках выполнения сторонами обязательств, закреплённых в договоре,
финансовых вопросах (цена, аванс, сроки оплат и т.д.). От точности планирования
взаимодействия с поставщиками зависит эффективность работы всего Космического
центра. К примеру, величина складских запасов покупного изделия напрямую
зависит от времени выполнения заказа поставщиком. Если заказ выполняется точно
в срок, то уменьшается величина страхового запаса до уровня критической точки
завода и, как следствие, снижаются транспортно-складские расходы,
высвобожденные финансовые ресурсы предприятия не "замораживаются" на
складе. Подобное взаимодействие Заказчика с Поставщиком называется принципом
"Just-In-Time". Оно основано на надёжности
сроков поставок, точном планировании процессов производства на предприятии
заказчика. Обмен технической информацией между Заказчиком и Поставщиком может
включать в себя такие данные как конструкция изделия, тактико-технические
характеристики, результаты испытаний и прочее. Если процесс производства уже
отработан и вся техническая информация об изделии находится у Заказчика, то
потребности в организации обмена технической информацией почти нет, но при
постановке на производство новых изделий, предприятие-заказчик может активно
участвовать в разработке покупных изделий. Поэтому организация взаимодействия
инженерно-технических работников предприятия-заказчика и предприятия-поставщика
с помощью современных средств вычислительной техники и информационных
технологий является основным путем сокращения сроков распределённой разработки
новых изделий и подготовки их производства.
На рис. 2 представлена диаграмма
седьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева.
Бизнес процесс регистрации входящей и
исходящей технической, распорядительной и сопроводительной документации по ПРТС-работам предусматривают, что для каждого вида
документации существует свой журнал регистрации [4].
Бизнес процесс управления работой всех
подразделений (бюро, групп) ОМАПП предназначен для: планирования, контроля и
регулирования (формирования управляющего воздействия) выполнения оперативных
планов и отдельных поручений в виде резолюций по проектированию СТО для ПРТС-работ [5].
Бизнес процессы хранения, размножения
и выдачи КД предназначены для обеспечения работников отдела конструкторской
документацией, необходимой для выполнения текущих работ по проектированию
технологической подготовки производства к ПРТС-работам.
При выполнении этих работ применяются стандартные офисные приложения. Ведутся
работы по применению для этих целей PDM-системы Team Center [6].
Бизнес процессы выполнения валидации ТД по ПРТС-работам
подтверждают на основе представления объективных свидетельств то, что требования,
предназначенные для конкретного использования или применения в ОМАПП, выполнены
(утверждение руководством ОМАПП выходной конструкторско-технологической
документации) [7].
Бизнес процессы
выполнения планово-экономических работ для ОМАПП предназначены для: расчетов
труда и заработной платы; составления графиков отпусков; оформления наряд-заказов на приобретение вспомогательных и расходных
материалов к офисной и организационной технике, канцелярских принадлежностей;
ежегодной инвентаризации основных средств и т.п.
рис. 2. Диаграмма
декомпозиции, описывающая бизнес процессы работ по ТИЗ ОМАПП
При выполнении ПЭР применяются
стандартные офисные приложения. Ведутся работы по применению для этих целей
PDM-системы Team Center
[8].
В технологической подготовке
производства окончательно решаются задачи, связанные с:
§ обеспечением
технологичности конструкций;
§ собственно
технологическим проектированием (технологических маршрутов и операций);
§ нормированием
(расчеты трудоемкости операций и материалоемкости деталей);
§ изготовлением,
испытанием и внедрением в производственный процесс СТО.
Для сокращения затрат и сроков
проведения технологической подготовки производства широко используется
типизация, унификация, стандартизация и группирование как элементов ТПП, так и
автоматизированных систем на основе метода пошаговой типизации.
На рис. 3 представлена диаграмма
седьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева.
Конструкторско-технологический анализ
ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий РКТ, с которыми осуществляются ПРТС-работы, выполняется в два этапа. Вначале составляется
разделительная ведомость по производству ПРТС-работ
предприятиями-смежниками. Затем составляются технические условия на выполнение
этих работ предприятиями-смежниками. Анализ ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий
РКТ, с которыми осуществляются ПРТС-работы, является составной частью работ по отработке
конструкции изделий на технологичность и носит итерационный характер [9].
Бизнес процессы классификации ДСЕ,
узлов, агрегатов и изделий РКТ, с которыми выполняются ПРТС-работы,
т.е. отнесения к той или иной группе ДСЕ, подобных по
конструкторско-технологическим характеристикам, являются основой для выполнения
работ по группированию. Конструкторско-технологическое подобие ДСЕ, узлов,
агрегатов и изделий РКТ, с которыми выполняются ПРТС-работы,
определяется совокупностью признаков. При классификации ДСЕ, узлов, агрегатов и
изделий по конструктивным характеристикам берут за основу следующие признаки:
габаритные размеры, масса, геометрическая форма; конструктивный признак;
служебное назначение; наименование. В основу технологической классификации ДСЕ
положены следующие признаки: размерные характеристики мест крепления; схемы
крепления для транспортировки и погрузки ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий,
методы крепления для выполнения ПРТС-работ,
технологические требования; общий объем крепежных поверхностей и рабочей зоны,
необходимой и достаточной для выполнения ПРТС-работ;
характеристика массы и др. При классификации ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий
РКТ, с которыми производятся ПРТС-работы, широко
используются классификаторы, создаваемые КБ "САЛЮТ" и другими
предприятиями-смежниками.
Группирование ДСЕ, узлов, агрегатов и
изделий РКТ, с которыми производятся ПРТС-работы,
позволяет использовать групповую форму организации производства. Под групповой понимается форма организации производства,
характеризуемая совместными действиями по выполнению ПРТС-работ
с группой ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий на специализированных рабочих местах
(погрузочно-разгрузочных площадках). При групповом методе выполнения ПРТС-работ создают классы ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий
по видам выполняемых работ. Метод группового выполнения ПРТС-работ
предусматривает обязательное использование способа автоматического получения
заданных параметров ПРТС-работ. Поэтому для каждой
операции разрабатывают схему групповой наладки. Групповой метод непосредственно
связан с унификацией конструкций машин, приборов и их элементов, поскольку в
основе унификации технологии лежит классификация продукции.
рис. 3. Диаграмма
декомпозиции, описывающая бизнес процессы решения общих вопросов для ПРТС-работ
Он влияет также на организацию и
экономику производства и участков, систему нормирования, планирования и
обслуживания. Чем выше уровень унификации технологии на базе группового метода,
тем проще и рациональнее организационные формы производства и тем более
приближаются они к высшей форме организации производства - непрерывному потоку.
Унификация способствует устранению основного противоречия серийного
производства, заключающегося в необходимости, с одной стороны, максимально и
быстро насыщать производство высокопроизводительной и сравнительно дорогой
оснасткой и, с другой стороны, обеспечивать максимальную экономичность и
производительность. При групповом методе модернизация получает
целенаправленность в соответствии с задачами группового процесса выполнения ПРТС-работ с ДСЕ, узлами, агрегатами и изделиями, а рабочее
место (рабочий центр) оснащается только теми устройствами, инструментами и
приспособлениями, которые необходимы для производительного выполнения операций,
входящих в данную группу. При использовании группового метода сокращаются
затраты труда на проектирование процессов выполнения ПРТС-работ
с ДСЕ, узлами, агрегатами и изделиями, снижается себестоимость СТО, ускоряется
процесс подготовки и обеспечивается рост производительности труда.
Бизнес процессы отработки конструкции
ДСЕ, узлов, агрегатов и изделий РКТ, с которыми выполняются ПРТС-работы,
на технологичность предназначены для: формирования рекомендаций на изменение технологической
системы; формирования рекомендаций на изменение КД; формирования актов
готовности производства.
Основу метода пошаговой типизации
составляют две взаимосвязанные части:
· типологический анализ
(типологизация);
· типологический синтез
(типология).
Методы и приемы типологического
анализа реализуют формирование классов однородных объектов по установленным
диагностическим признакам и включают следующие обязательные мероприятия:
v
выбор
диагностических признаков;
v
декомпозиция
системы;
v
классификация
множества объектов по каждому уровню декомпозиции системы;
v
проверка
однородности объектов, попавших в один класс.
На рис. 4. представлена диаграмма
восьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева.
Бизнес процессы составления разделительной ведомости по ПРТС-работам
регламентируют вопросы погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских (ПРТС)
работ с ДСЕ, узлами и агрегатами, выполняемых предприятиями-смежниками в
соответствии со сложившейся кооперацией и интеграцией отечественных и
зарубежных предприятий и фирм. Бизнес процессы составления ТУ на ПРТС-работы регламентируют выполнение
погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских операций с ДСЕ, узлами и агрегатами
РКТ на принципах отраслевой, межотраслевой и международной кооперации и
интеграции создания компонентов и сегментов космической транспортной системы. Бизнес процессы формирования РВ по ПРТС-работам
с ДСЕ, узлами и агрегатами РКТ, выполняемым заводами-смежниками, и ТУ на
проведение этих работ регламентируют вопросы формирования в электронном виде с
применением программно-технических средств ОМАПП комплектов технической и
сопроводительной документации по анализу изделий, с которыми производятся эти
работы.
При формировании комплектов
технической и сопроводительной документации широко используются как стандартные
офисные пакеты, так и специальные программы собственной разработки.
рис. 4. Диаграмма
декомпозиции, описывающая бизнес процессы анализа ДСЕ для ПРТС-работ
рис. 5. Диаграмма
декомпозиции, описывающая процесс группирования ДСЕ, подвергающихся
ПРТС-работам
Типологический синтез предусматривает
изучение множества объектов, попавших в один класс, формирование типового
представителя для каждого класса, формирование модификаций на основе выделенных
типовых представителей и состоит из следующих мероприятий:
Ø проверки
морально-технического единства объектов, попавших в один класс;
Ø обобщении частных свойств
прообразов и формирование типового представителя;
Ø установления величины
функционального потенциала типового представителя;
Ø формирование
модификаций на основе базового элемента (структурно-переменный синтез);
Ø формирование
модификаций на основе "ядра" (конструктивно-переменный синтез).
На рис. 5 представлена диаграмма
восьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева,
описывающая процесс группирования ДСЕ, подвергающихся ПРТС-работам.
Основной задачей классификации при
выполнении групповых ПРТС-работ является формирование
групп. При групповом методе ПРТС-работ классификация
всей номенклатуры ДСЕ цеха или участка не однократный, а многократный процесс:
комплектуются группы по видам операций (погрузочная, разгрузочная, транспортная,
складская и т.д.). Большинство ДСЕ для ПРТС-работ
должны проходить несколько операций, и поэтому каждая из них войдет не в одну,
а в несколько групп. Такие группы получаются укрупненными.
Бизнес процесс ведения базы данных ПРТС-работ
по составам групп ДСЕ и типовым представителям (комплексным ДСЕ) предназначены
для организации хранения, пополнения, оперативного поиска и вывода по запросу
информации, как о типовых представителях, так и о ДСЕ, входящих в состав групп.
Используются как базы данных собственной разработки, так и базы данных,
входящие в состав CAD/CAM
- систем таких, как NX, Solid
Edge, и PDM - системы Team
Center .
Бизнес процессы формирования ТУ, ТР по ПРТС-работам регламентируют
выполнение отдельных видов работ по изготовлению нового изделия РКТ. Выполняются
под руководством отдела стандартизации совместно со специалистами бюро технологического
обеспечения производства ОГТ.
Бизнес процессы создания стандартов
предприятия по ПРТС-работам предназначены для
обобщения опыта, накопленного при изготовлении РКТ и регламентации порядка
проведения тех или иных видов ПРТС-работ. Выполняются
под руководством отдела стандартизации совместно со специалистами бюро технологического
обеспечения производства ОГТ.
Бизнес процессы проектирования
укрупненных (директивных) технологических процессов по ПРТС-работам
предназначены для регламентации выполнения работ по изготовлению особо
ответственных элементов конструкции космического судна и других компонентов и
сегментов космической транспортной системы. УТП по ПРТС-работам
согласуются с ОГК.
Интегрированная Система
Автоматизированной Технологической Подготовки Производства - ИСАТПП
обеспечивает свыше 80% достоверной информации (с погрешностью не более 3%),
необходимой для эффективного функционирования ЕКИТС УП. К настоящему времени
отработаны в реальных производственных условиях принципиальные решения в виде
программных модулей, которые после соответствующей доработке и документированию
могут быть использованы в качестве типовых программных продуктах
как на предприятиях Холдинга, так и на других предприятиях отрасли. При
создании компонентов ИСАТПП предусматривается широкое применение методологии
системного и комплексного подхода, требующего создание критической массы
автоматизированных рабочих мест Для снижения объёма
затрат в условиях РКЗ целесообразно использовать хорошо зарекомендовавший себя
на практике корпусной или цеховой метод, как это было реализовано при внедрении
Компьютеризированной Интегрированной Производственной Системы - КИПС
кузнечно-штамповочного цеха.
Литература
1.
ТИПОВЫЕ
ПОДСИСТЕМЫ ЧАСТЬ 3. Тема № 6. Конспект лекций по курсу: "Автоматизированные
системы технологической подготовки производства" (направление 55.10
"Авиа- и ракетостроение"). Составитель: Костюков
В.Д. МАТИ. -М. 2003 г. 68 с.
2.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ
СРЕДСТВА. Модели работ «как есть». Методические указания для выполнения работы
по курсу: "Автоматизированные системы технологической подготовки
производства" (направление 55.10 "Авиа- и ракетостроение").
Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М.
2003 г. 30 с.
3.
Инструментальные
средства. Модели работ «как есть». Варианты заданий (задач). Методические
указания для выполнения работы по курсу: "Автоматизированные системы
технологической подготовки производства". Составитель: Костюков
В.Д. МАТИ. -М. 2002 г. 88 с.
4.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ
СРЕДСТВА. Модели работ «как есть». Варианты заданий (задач) с 1 по 6.
Методические указания для выполнения работы по курсу: "Автоматизированные
системы технологической подготовки производства" (направление 55.10
"Авиа- и ракетостроение"). Составитель: Костюков
В.Д. МАТИ. -М. 2003 г. 80 с.
5.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ
СРЕДСТВА. Модели работ «как есть». Варианты заданий (задач) с 7 по 12.
Методические указания для выполнения работы по курсу: "Автоматизированные
системы технологической подготовки производства" (направление 55.10
"Авиа- и ракетостроение"). Составитель: Костюков
В.Д. МАТИ. -М. 2003 г. 40 с.
6.
Бизнес процессы ОМАПП и БТП серийного
сварочно-сборочного цеха. Тема №13. Конспект
лекций по курсу: «АСТПП». Федеральное агентство по образованию. Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования «МАТИ» –
Российский государственный технологический университет имени К.Э.
Циолковского. Кафедра «Технологии интегрированных автоматизированных
систем». М. 2008 г. 40 с.
7.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ
СРЕДСТВА. Модели работ «как есть». Варианты заданий (задач) с 13 по 35.
Методические указания для выполнения работы по курсу: "Автоматизированные системы
технологической подготовки производства" (направление 55.10 "Авиа- и
ракетостроение"). Составитель: Костюков В.Д.
МАТИ. -М. 2003 г. 72 с.
8.
АСТПП
- общие положения. Тема № 1. Конспект лекций по курсу: "Системы автоматизированной
подготовки производства средств информационной и вычислительной техники"
для специальности (специализации) 0719.03 "Конструирование и производство
средств информационной и вычислительной техники (с углубленным изучением
экономической теории и менеджмента)". Составители: Годин Э.М., Костюков В.Д., Сокольский М.Л.,
Баранов А.П., Соколов В.П. МАИ. -М. 2005 г. 40 с.
9.
Системы
массового обслуживания в АСТПП. Тема № 2. Конспект лекций по курсу:
"Системы автоматизированной подготовки производства средств информационной
и вычислительной техники" для специальности (специализации) 0719.03
"Конструирование и производство средств информационной и вычислительной
техники (с углубленным изучением экономической теории и менеджмента)".
Составители: Годин Э.М., Костюков В.Д., Сокольский М.Л., Баранов А.П., Соколов В.П. МАИ. -М. 2005 г. 28 с.