Совершенствование
процесса обучения начинающего специалиста методам механической обработки на
станке с ЧПУ в условиях ИТС (на примере 3х-координатной фрезерной обработки)
Л.А.
Смоленцева,
аспир., магистр, lilka26@yandex.ru
МГТУ «Станкин», г. Москва
Большинство
машиностроительных предприятий переходят на новое оборудование с числовым
программным управлением. Основная проблема таких предприятий - возможность
обучения специалистов работе на этом оборудовании. Существующие методы не
подходят для решения этой проблемы. В данной статье рассмотрена специфика
работы специалистов по механической обработке на оборудовании с ЧПУ в условиях
информационно-технологической среды на примере 3хкоординатной фрезерной
обработки. Проанализированы старые методы обучения начинающих специалистов и
предложена новая система образования начинающих специалистов.
The majority of engineering manufacturers are
switching over to new numerically controlled machine tool. The basic problem of
these plants is teach-and-learn capability of specialists to work with NC
machine. Existing methods mismatch for problem
solving. In this article specific character of work of specialists in
machining with programmable machine in the conditions of the
information-technological environment by example 3D milling processing is
considered. The old methods of training entry-level
specialists are analyzed and the new education
system of them is offered.
Многие машиностроительные предприятия
России начинают оснащать производство современным оборудованием с числовым
программным управлением (ЧПУ). Такое оборудование позволяет максимально
концентрировать обработку заготовки на одном рабочем месте, повысить точность
получения размеров для сложных деталей вплоть до микрометров, сократить в разы
длительность производственного цикла изготовления деталей по сравнению с
обычными станками. Для обслуживания оборудования необходимы специалисты.
Проблема в том, что основной возраст сотрудников предприятия около 45 и выше
лет. Эти сотрудники работают на старом оборудовании. Их необходимо переучивать
на современное оборудование. На предприятиях активно набирают выпускников
высших учебных заведений. Как правило, ВУЗ не может обучить всем CAD/CAE/CAM-системам и всем станкам с ЧПУ.
Поэтому этих сотрудников также необходимо обучать.
В июне 2009 года на ЗАО «ЗЭМ» РКК «ЭЕНРГИЯ»
им. С.П. Королёва в отдел главного технолога устроилось работать 15 человек,
студентов и выпускников МГТУ СТАНКИН. Каждый из этих сотрудников был прикреплен
к определенному наставнику. Наставник является действующим сотрудником отдела.
Студентов много наставников мало.
Наставники зачастую заняты. Задания выданы, их надо делать. Узнать что-то можно
с большим трудом, предварительно поискав нужную информацию, опросив коллег.
Задание в итоге делаешь, как знаешь, потом ждешь проверки, при проверке
выясняется, что что-то не верно. Переделываешь, снова ждешь проверки и т.д. Получается
очень долго и допускается много ошибок. Обучения как такого нет, учатся на
собственных ошибках. Системы обучения нет. На данный момент в отделе главного
технолога работает 120 человек, современное оборудование с ЧПУ продолжают
закупать, а инженеров-технологов для его загрузки не хватает. В данной исследовательской работе
рассматривается процесс обучения на примере 3х-координатной обработке, так как
в основном на предприятиях космической отрасли, в частности ЗАО «ЗЭМ» РКК
«Энергия» им. С.П. Королева, более 80 % деталей приходятся именно на
3х-координатную обработку, и начинающие специалисты имеют дело именно с такими
деталями.
Поэтому в данной работе объектом
исследования был выбран процесс обучения начинающего специалиста методам
механической обработки на станке с ЧПУ в условиях информационно-технологической
среды (ИТС).
Цель:
сократить время и средства, затрачиваемые на обучение специалиста и улучшить
качество обучения специалиста.
Задачи
·
изучение
существующих методов обучения специалиста. Анализ преимуществ и недостатков
таких методов;
·
переход
к новому методу обучения специалистов обслуживанию оборудования с ЧПУ с помощью
дистанционного образования и компьютерного моделирования;
·
разработка
трехуровневого сценария обучения
обслуживанию оборудования с ЧПУ с помощью современных компьютерных технологий;
·
анализ
получаемых результатов при обучении с помощью дистанционного образования и
компьютерных имитаторов.
Изучив
материалы по проблеме обучения начинающих специалистов на машиностроительных
предприятиях России и мира, удалось
выявить следующую тенденцию. В настоящее время 90% предприятий России находятся
в стадии функциональной организации. 80% предприятия мира стоят на ступени
процессной организации. И лишь единицы предприятий в мире смогли создать
обучающиеся организации [1]. Но все равно предприятия стремятся организовать
свою работу наподобие обучающейся организации (рис.1). Обучающая организация
предполагает наличие развитой информационно-технологической среды, хорошо
организованной системы обучения специалистов, взаимодействие специалистов между
собой с целью передачи полученного опыта, качественной системы промежуточной и
итоговой (годовой) аттестации
специалистов и слаженно работающей системы документооборота всего отдела.
В
такой организации благодаря своевременному документированию и обсуждению
результатов работы оперативно выявляются и исправляются ошибки. На этих ошибках
происходит обучение, так что сотрудники в дальнейшем их не допускают. Так же
для конкурентоспособного предприятия важно
фиксировать, критически осмысливать и оценивать как успехи, так и неудачи,
учитывая результаты при совершенствовании процессов.
рис. 1 Современная картина развития организаций
Питер
Сенге в книге «Танец перемен» [2] разработал схему самоусиливающихся процессов.
Эта схема была применена в ходе научно-исследовательской работы для процесса
обучения начинающих специалистов обслуживанию оборудованию с ЧПУ (рис. 2).
рис. 2 Три условия процесса обучения начинающих
специалистов для эксплуатации оборудования с ЧПУ
Движущей
силой является мотивация заинтересованности начинающих специалистов. На первом
этапе они приобретают личные результаты, на втором результатом работы является
обсуждение личных результатов и
распространение опыта среди коллег. На этом этапе с помощью обсуждения в
команде выявляются недостатки и ошибки метода обучения, и предлагается новый
подход к обучению. Вследствие чего, после его внедрения появляются практические
результаты.
Как показывает практика, навыки работы,
базовые знания специалисты получают в ВУЗе. В ходе работы в отделе главного
технолога начинающим специалистам приходилось самим находить всю необходимую
для работы нормативно-справочную информацию, необходимые бланки для заказа
инструмента, оснастки и примеры их заполнения и прочие необходимые для работы
документы. На это тратилось немало рабочего времени, которое специалист мог бы
потратить на непосредственные должностные обязанности. С внедрением
компьютерного моделирования в этот процесс появляются новые возможности, а
именно, становится возможным управлять процессом. Внедрение компьютерного
моделирования вносит коррективы и в подготовку инженеров-технологов. Они должны
уметь работать с компьютерными механизмами поддержки информац. решений. Вся
нормативно-справочная информация выдается инженеру-технологу вначале работы.
Как
уже говорилось, для перехода к обучающейся организации необходимо создавать на
предприятии ИТС при подготовке производства деталей для оборудования с ЧПУ. Компоненты
такой среды следующие технолог, оборудование с ЧПУ, режущий инструмент,
технологическая оснастка, CAD/CAE/CAM-система, металл, деталь, обработанная
с помощью оборудования с ЧПУ, контрольно-измерительная машина. В данном случае
работа технолога рассматривается как услуга. Поступает заказ, его необходимо
превратить в деталь. Для этого необходимы технолог, который выполняет
разработку ТП и УП, с помощью CAD/CAE/CAM-системы, оборудование с ЧПУ, на котором выполняется
обработка по программе, заготовка. И для проверки правильности выполнения
заказа КИМ.
Как
уже говорилось ранее, внедрение в производство компьютерных технологий вносит
дополнительные требования к знаниям, навыкам и умениям инженеров-технологов. Это
касается как профессиональных требований (базовые знания, дополнительные и
личные качества и способности), так и специфики деятельности в отделе главного
технолога на машиностроительном предприятии: типовые действия, формат
предприятия, показатели успешности деятельности, тип выпускаемой продукции,
условия работы - работа в коллективе, требования к рабочему месту. Все
выявленные требования необходимо фиксировать в письменном виде.
На
основе проведенных исследований была разработана трехуровневая система обучения
начинающих специалистов (рис. 3).
рис. 3 Трёхуровневая схема обучения начинающих
специалистов
Система
обучения состоит из трех уровней, результат выполнения которых может быть
проверен руководителем в любое время. Обучение проводится дистанционно от наставника,
каждый день заполняется отчетная форма, и наставник может проследить, где в
данный момент остановился начинающий специалист. Если возникают, затруднения
наставник помогает. Таким образом, процесс постоянно контролируется. Для
предлагаемой трехуровневой системы обучения начинающих специалистов было
разработано учебное пособие, которое состоит из теоретической и практической
частей. В теоретической части представлены необходимые для работы
инженера-технолога нормативные документы и в сжатой форме дан теоретический
материал по темам основные понятия технологии машиностроения, режущий
инструмент, измерительный инструмент, оборудование с ЧПУ, заготовка, основы базирования и другие. В
практической части подробно описаны действия технолога по технологической
подготовке производства.
рис. 4. Контролируемые действия
инженера-технолога в ходе технологической подготовки производства
На
основе этой системы в рамках проекта научно-образовательного центра ГОУ ВПО
МГТУ СТАНКИН И ЗАО ЗЭМ РКК ЭНЕРГИЯ было обучено 4 начинающих специалиста,
студентов 5го курса МГТУ СТАНКИН. Срок обучения по итогам сократился с 12
месяцев - на примере начинающих специалистов, пришедших в июне 2009 года, до 2х
месяцев, на примере начинающих специалистов, пришедших в апреле 2010 года.
Действия
инженера – технолога по технологической подготовке производства для одной
детали укладываются в срок 1-2 недели. В данной работе предлагается основные
действия технолога разбить на мелкие шаги, для которых определен набор действий
и конечный результат. Эти действия можно контролировать. В практическом пособии
представлены заполненные формы контроля (рис. 4). На рис.4 на примере детали
Кронштейн, которая была взята в качестве примера для описания системы обучения
для 3х координатной обработки, показана последовательность контролируемых
действий технолога. Деятельность по созданию технологического процесса занимает
у технолога от 2 до 4 недель примерно, была разбита на несколько шагов, которые
выполняются в течение 2-4 дней, что позволяет контролировать процесс.
Руководитель может в любое удобное для него время посмотреть, на каком этапе
находиться выполнение работы и в чем необходимо помочь специалисту. Кроме этого
вместе с заказом технологу дается сопроводительный бланк. В результате выполнения действий, для того, чтобы
руководитель проекта мог отследить, на каком этапе находиться разработка
технологического процесса детали, необходимо заполнять сопроводительный бланк.
В ходе исследований
был разработан сопроводительный бланк. Заполненный сопроводительный бланк
представлен на рис. 5.
рис. 5. Сопроводительный бланк
В итоге деятельности
инженера-технолога у руководителя скапливаются такие бланки, и с помощью них
руководитель может понять, как работает каждый сотрудник, контролируя процесс,
руководитель может влиять на работу сотрудника с помощью системы наказаний и
поощрений. Процесс становиться
прозрачным для руководителя, а значит и управляемым. По итогам определенного
промежутка времени проходит аттестация технологов, как промежуточная, так и ежегодная.
Разработанная
схема обучения предложена и одобрена для внедрения на ЗАО ЗЭМ РКК Энергия.
Недавно состоялась встреча директора ЗАО ЗЭМ РКК Энергия В. А. Лопота и ректора
МГТУ СТАНКИН С. Н. Григорьева. По итогам встречи ректор заверил, что научно образовательный
центр будет создан в течение месяца.
Научная новизна работы заключается в
установлении зависимостей между требованиями и последовательностью обучения
начинающих специалистов обслуживанию оборудования с ЧПУ с помощью
дистанционного образования и компьютерного моделирования.
С помощью разработанной системы
обучения в ходе исследований было обучено 4 начинающих специалиста ЗАО «ЗЭМ»
РКК «Энергия» им. С.П. Королева, студентов 5го курса МГТУ СТАНКИН. Срок
обучения составил 2,5 месяца. Срок обучения на предприятии до разработки данной
системы составлял от 12 и более месяцев. Качество обучения можно проверить,
сравнив количество деталей, с первого раза прошедших контроль ОТК после отладки
на станке с ЧПУ.
Таким
образом, поставленная в работе цель достигнута. Контроль качества обучения
можно осуществлять с помощью оценки количества 100% отладки УП на станке с ЧПУ
с первого раза. Установлены
закономерности в форме 3-уровневой схемы обучения специалистов для обслуживания
оборудований с ЧПУ в условиях информационно – технологической среды Составлено
по результатам установленных закономерностей теоретическое и практическое
пособие по обучению начинающих специалистов методам механической обработки для
работы на оборудовании с ЧПУ (в объеме 100 стр.). Обучено 4 начинающих
специалиста ЗАО «ЗЭМ» РКК «ЭНЕРГИЯ» им. С.П. Королева на основе созданного
пособия (выпускники МГТУ СТАНКИН 2010 года). Достигнуто сокращение сроков обучения начинающего специалиста с 12
месяцев до 1-2 месяцев (на примере ЗАО «ЗЭМ» РКК «ЭНЕРГИЯ» им. С.П.
Королева, студентов Станкина). Разработан сопроводительный
бланк исполнения технологом действий в ходе жизненного цикла ТПП детали для ЗАО
«ЗЭМ» РКК «ЭНЕРГИЯ» им. С.П. Королева
Литература
1.
Биннер
Х. Управление организациями и производством: От функционального менеджмента к
процессному / Хартмут Биннер: пер. с нем. М.: Альпина Паблишерз, 2010. 282 с.
2.
Сенге
Питер М., Танец перемен: новые проблемы
самообучающихся организаций организаций: пер. с англ. - М.: «Олимп-Бизнес». 2003. 604 c.
3.
Лайкер
Дж., Морган Дж. Система разработки продукции в Toyota. Люди, процессы, технология: пер.с
англ. М.: Альпина Бизнес Букс. 2007. 440 с.
4.
Гительман
Л., Исаев А. Корпоративный университет: концепция, условия и этапы создания //
Управление компанией. 2005. №7. С. 70.
5.
Евдокимов
С.А., Мелешина Г.А., Рыбаков А.В. Создание автоматизированных систем в
машиностроении. М.: МГУТ СТАНКИН. 2001. 157 с.