Проектирование технологической подготовки производства для механической обработки ДСЕ РКТ

В.Д. Костюков,

вед.н. с., к.т.н.,

К.Н. Болдырева,

инж.-прогр.,

А.И. Островерх,

зам. ген. дир.,

А.В. Хохлов,

зам. нач. механич. произв.,

А.В. Цырков,

главн. констр. ЕКИТСУП, д.т.н.,

ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, г. Москва

Рассматриваются типовые задачи при проектировании технологической подготовки производства для механической обработки с учетом требований международных стандартов по функциональному моделированию IDEF0, реализованных системой бизнес аналитики AllFusion Process Modeler.

There were considered decisions of typical technological tasks of production tooling designing of machining with using AllFusion Process Modeler software and taking into account requirements of international standarts IDEF0.

Технологическая подготовка производства (ТПП) - вид производственной деятельности предприятия (группы предприятий), обеспечивающий технологическую готовность производства к изготовлению изделий, отвечающих требованиям заказчика или рынка данного класса изделий (по ГОСТ Р 50995.3.1-96). Целью ТПП является оптимальное по срокам и ресурсам обеспечение технологической готовности производства к изготовлению изделий в соответствии с требованиями заказчика или рынка данного класса изделий (по ГОСТ Р 50995.3.1-96). Формой организации технологической подготовки производства компьютеризированной интегрированной производственной системы - КИПС является автоматизированная система технологической подготовки производства - АСТПП. Состав и структура АСТПП определяется в соответствии с ГОСТ 14.402-83 и ГОСТ 14.418-84. При реорганизации функций АСТПП КИПС максимально используют методы типизации и группирования. Типизация элементов системы производится на основе метода пошаговой типизации. Основные положения метода изложены в МР 234-86. На предприятии АСТПП взаимодействует со следующими автоматизированными системами: автоматизированной системой конструирования изделий и их элементов - АСК; системами управления всех уровней иерархии (АСУ). Взаимодействие автоматизированных систем с АСТПП обеспечивается общей базой данных и/или хранилищем данных.

рис.1. Диаграмма, описывающая бизнес процессы проектирования ТПП для процессов механической обработки

Основными типовыми функциями ТПП КИПС являются:

· определение, классификация и группирование объектов производства, изготовление которых экономически целесообразно в условиях КИПС;

· обеспечение технологичности конструкций изделий;

· проектирование технологических процессов и средств технологического оснащения (СТО);

· моделирование процессов производства;

· определение рациональной структуры КИПС;

· изготовление средств технологического оснащения;

· автоматизированное проектирование и настройка программных средств (ПС);

· оценка надежности технологических решений;

· формирование управляющей информации (УИ) для вычислительного комплекса (УВК) КИПС;

· организация и управление процессом ТПП.

На рис.1 представлена диаграмма шестого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы проектирования технологической подготовки производства – ТПП для процессов механической обработки.

Основной задачей автоматизированной системы конструирования - АСК является создание комплекта конструкторской документации для изготовления и испытания макетов, опытных образцов, установочной серии и документации для установившегося серийного и/или массового производства новых изделий в соответствии с требованиями технического задания. В процессе конструкторской проработки формируется состав изделия, закладывается информация о применяемых материалах, сортаменте, назначаемых допусках и отклонениях, которая впоследствии оказывает существенное влияние на технологичность конструкции, сроки производства и стоимость продукции. Важнейшей особенностью современной организации конструкторской подготовки производства (КПП) является широкое использование стандартизации, которая позволяет избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и конструкциях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в профилях и марках материалов, в технологических процессах и организационных методах. Резкое повышение эффективности КПП может быть достигнуто за счёт следующих основных составляющих: Комплексная автоматизация процессов КПП на основе новых информационных технологий; Перестройка организационных структур, участвующих в процессах конструкторской подготовки производства. Формой организации конструкторской подготовки производства является автоматизированная система конструирования. Основными типовыми функциями АСК являются:

· определение рациональной структуры АСК;

· проектирование и настройка программных средств АСК;

· формирование управляющей информации для работы автоматизированной системы конструирования;

· моделирование конструкции изделия;

· проектирование опытного образца;

· проектирование конструкторской документации (КД);

· обеспечение технологичности конструкций изделий;

· оценка надёжности конструкторских решений;

· организация и управление процессом КПП.

Каждая типовая функция определяется совокупностью типовых этапов КПП, которые разбиваются на типовые задачи. Роль и значение оперативной и качественной КПП весьма велика. Как показывают проведенные исследования, обнаружение, локализация и исправление ошибки в элементах конструкции изделия на стадии КПП стоит десятки и сотни рублей, на стадии технологической подготовки производства (ТПП) - тысячи и десятки тысяч рублей, на стадии производства - сотни тысяч и миллионы рублей. Однако на 1 МБ конструкторской документации приходится от 50 до70 МБ технологической документации, формируемой с использованием АСТПП.

рис.2. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения работ по ТИЗ в ОМО

Поэтому одной из основных автоматизированных систем КИП является АСТПП, работа которой основывается на методах моделирования производственных процессов с максимальным использованием математических моделей как объектов производства (изделий, сборочных единиц и деталей), так и производственной системы и производственных процессов, в том числе и технологических.

На рис.2 представлена диаграмма седьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения работ по труду и заработной плате - ТИЗ в отделе механической обработки.

Основной частью корпоративной интегрированной системы управления деятельностью Центра является автоматизированная система технологической подготовки компьютеризированного сертифицированного производства - АСТП КСП РКТ. Разработка и реализация ее возможны только после создания критической массы автоматизированных рабочих мест (АРМ) в службе Главного технолога РКЗ. Автоматизированные рабочие места создаются на базе ПЭВМ типа Pentium IV, сканера - для перевода нормативной документации (ГОСТы, ОСТы, ТР, ПИ) из бумажного в электронный вид, принтера, лицензионных систем: NX, Team Center, ADEM, AutoCad и др.

Реализация 1-ой очереди АСТП КСП РКТ в составе 135 АРМ на базе РС типа Pentium IV и программного обеспечения обеспечит:

· снижение сроков выполнения ТПП при запуске новых изделий РКТ в 2 раза;

· снижение себестоимости выполнения ТПП при освоении новых изделий на 25%;

· создание предпосылок для перехода на бесплазовый метод изготовления РКТ;

· получение годового экономического эффекта в сумме 1620 тыс. у.е.

На рис.3 представлена диаграмма седьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения работ по проектированию технологических процессов – ТП механической обработки.

рис.3. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения работ по проектированию ТП для МО

Литература

1. В.Д. Костюков, Е.Д.Лобов, А.И. Островерх, В.Н. Сычев. Стратегическое планирование подготовки производства. Российская Академия Наук. Федеральное космическое агентство. Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства. Актуальные проблемы российской космонавтики. Труды XXX академических чтений по космонавтике. (Москва 25 - 27 января 2006 г.) Под общей редакцией А.К. Медведевой. -М. Комиссия РАН. 2006. Стр. 218 - 220.

2. А.В. Воронцов, В.Д. Костюков, А.И. Островерх, С.А.Лобова. Проблемы внедрения информационных технологий на производственных предприятиях. Научно - технический журнал "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ" № 1 2006. -М. Стр.56 - 63.

3. В.Д. Костюков, А.И. Островерх, В.Н. Сычев, С.А.Лобова. Формирование модели технологической подготовки производства. Научно - технический журнал "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ" № 2. 2006. -М. Стр.13 - 26.

4. В.Д. Костюков, А.И.Островерх, В.Н.Сычев, С.А. Лобова. Результаты анализа блока бизнес-процессов "люди/команда". Научно - технический журнал "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ" № 3. 2006. -М. Стр.8 - 19.

5. В.Е. Нестеров, В.Д. Костюков, С.Е. Пугаченко. Итоги работы секции 11 "Наукоемкие технологии в ракетно-космической технике" ХХХ академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 34 - 35.

6. А.И.Островерх, Н.Сычев, Е.Д.Лобов, В.Д. Костюков. Типовая отраслевая база данных технологического назначения для автоматизированного формирования комплектов технологической документации по всем видам технологических переделов с использованием лицензионных программных продуктов. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 36 - 37.

7. А.И. Островерх, В.А. Воронцов, В.Д. Костюков, В.В. Хоменко, А.В. Цырков. Единая отраслевая методика предпроектного обследования и оценки эффективности мероприятий по внедрению ИПИ-технологий при производстве ракетно-космической техники. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 38 - 39.

8. Т.Н. Александрова, В.Д. Костюков, В.Н. Сычев, Р.Х. Даутов. Типовая база знаний в области ИПИ - технологий. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 40 - 41.

9. А.И. Островерх, В.Н. Сычев, Е.Д. Лобов, В.Д. Костюков, А.В. Цырков. Типовая отраслевая автоматизированная система предварительного планирования производства новых изделий ракетно-космической техники на основе изделий-аналогов. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 42 - 43.

10. А.И. Островерх, В.Н. Сычев, Е.Д. Лобов, В.М. Грешилов, В.Д. Костюков, А.В. Цырков. В.И. Галкин. Единая отраслевая система автоматизированного проектирования технологических процессов кузнечнопрессового производства. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 44 - 45.

11. В.Н. Сычев, В.Д. Костюков, Л.В.-Я. Витоль, М.А. Лавров. Типовая отраслевая методика сквозного "проектирования - изготовления" средств технологического оснащения для кузнечнопрессового производства. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 46 - 47.

12. В.Н. Сычев, В.Д. Костюков, А.В. Харахордин. Отраслевая производственная система оптимизации процессов электроэрозионной обработки инструментального цеха. CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. Тезисы докладов 6 - й Международной конференции. Москва 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 48 - 49.