Проектирование и
программирование технологических процессов механической обработки ДСЕ РКТ
В.Д. Костюков,
вед.н. с., к.т.н.,
Р.Х. Даутов,
нач. бюро отд. главн. технол.,
А.В. Воронков,
главн. инж.,
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 проектирования и программирования технологических процессов
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 workflow’s designing and
programming of machining with using AllFusion Process Modeler software and
taking into account requirements of international standarts IDEF0.
Задачами ТПП опытных образцов и
единичных изделий являются: отработка в производственных условиях определяющих
технологических и организационных решений по изготовлению изделия; обеспечение
технологической готовности производства к изготовлению для приемочных испытаний
опытных образцов, единичных и других изделий, подлежащих промышленному
освоению. Организатором и ответственным исполнителем ТПП опытных образцов и
единичных изделий является их изготовитель, соисполнителями - проектант и, при
научно-технической и экономической целесообразности, - специализированные
технологические организации. Для проведения ТПП опытных образцов и единичных
изделий проектант передает изготовителю: рабочую
конструкторскую документацию на опытный образец (без литеры или с литерой
"О" по ГОСТ 2.103) или на единичное изделие разового изготовления (с
литерой "И" по ГОСТ 2.103) по мере ее готовности или комплектно на
изделие в целом. Для сокращения сроков ТПП изготовитель по согласованию с
проектантом может начинать ТПП по конструкторской документации технического
(эскизного) проекта; документацию (в том числе директивную), содержащую
определяющие технологические и организационные решения по производству изделия.
Изготовитель совместно с соисполнителями на основе полученной от проектанта документации
с учетом принципиальных решений по организации ТПП, принятых при проектировании
изделия, разрабатывает план (график) ТПП опытных образцов и единичных изделий в
виде самостоятельного документа или в составе плана (графика) изготовления
указанных изделий. ТПП опытных образцов и единичных изделий предусматривает выполнение
следующих основных работ: проработку рабочей конструкторской документации на
опытные образцы и единичные изделия с учетом технологичности заложенных в нее
решений; завершение научно-исследовательских и опытно-технологических работ в
области технологии, материаловедения и организации производства; разработку с
использованием информационных массивов описаний конструкторско-технологических
решений: технологических процессов изготовления опытных образцов и единичных изделий
в соответствии с государственными стандартами ЕСТД; специальных средств
технологического оснащения в соответствии с государственными стандартами ЕСКД и
технологических процессов их изготовления в соответствии с государственными
стандартами ЕСТД. Приоритетным для условий опытного производства является
использование высокоточного универсального или переналаживаемого оборудования,
упрощенной и переналаживаемой оснастки; управляющих программ для
автоматизированного технологического оборудования; организацию изготовления
специальных средств технологического оснащения для опытных образцов и единичных
изделий; формирование планов (программ) отработки принципиально новых, ранее не
освоенных и наиболее ответственных технологических процессов и средств
технологического оснащения в рамках планов (программ) обеспечения качества и
надежности изделия с учетом требований серийного производства; отработку
технологических процессов и средств технологического оснащения в соответствии с
планами (программами) отработки; уточнение (корректировку) документации,
содержащей определяющие технологические и организационные решения по
производству изделия, а также рабочей документации на технологические процессы
и средства технологического оснащения, - по результатам изготовления и
испытаний опытных образцов и единичных изделий; обеспечение требований
ресурсосбережения, экологии и охраны труда при изготовлении и испытаниях
опытных образцов и единичных изделий. С целью обеспечения технологической
готовности производства к изготовлению качественных изделий для приемочных
испытаний изготовитель выполняет в рамках ТПП мероприятия по организации:
своевременного обеспечения производства по договорам и кооперационным связям
необходимыми материалами, деталями, сборочными единицами, комплектующими
изделиями, средствами технологического оснащения, а также входного контроля их
качества; метрологического обеспечения производства; технического контроля и
бездефектного изготовления; аттестации технологических процессов, рабочих мест
исполнителей и технологического оборудования до его первичного применения;
подготовку производственного персонала в связи с освоением новых технологий и
материалов. Критерий завершенности ТПП опытных образцов и единичных изделий -
фактическое выполнение работ, предусмотренных планом, подтвержденное оценкой
технологической готовности производства к изготовлению изделий для приемочных
испытаний, которую выполняет изготовитель с привлечением, при необходимости,
независимых экспертов из специализированных технологических организаций, если
они не участвуют в ТПП. Особое внимание при оценке технологической готовности
уделяют проверке: способности технологических процессов и других элементов
производства обеспечить изготовление изделий в соответствии с требованиями
документации и в заданные сроки; управляемости технологических процессов и
других элементов производства, т.е. возможности их контроля и приведения, при
необходимости, в требуемое состояние. Порядок оценки эксперт и изготовитель
устанавливают по взаимному соглашению (Технологическое обеспечение создания
продукции. Технологическая подготовка производства. ГОСТ Р 50995.3.1-96).
На
рис.1 представлена диаграмма восьмого уровня декомпозиции функциональной модели
ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы проектирования
маршрутных технологических процессов механической обработки детале-сборочных единиц
изделий ракетно-космической техники.
рис.1.
Диаграмма, описывающая бизнес процессы проектирования маршрутных
технологических процессов механической обработки детале-сборочных единиц
изделий ракетно-космической техники
Задачей ТПП серийных изделий
является обеспечение технологической готовности производства к изготовлению
указанных изделий, а также изделий, ранее освоенных другими изготовителями или
изготавливаемых по технической документации иностранных фирм. Организатором и
ответственным исполнителем ТПП серийных изделий является их изготовитель,
соисполнителями, при научно-технической или экономической целесообразности, -
специализированные технологические организации. Для проведения ТПП серийных
изделий проектант передает изготовителю: комплект рабочей конструкторской
документации на изделие (с литерой "01" или выше по ГОСТ 2.103);
документацию (в том числе директивную), содержащую определяющие технологические
и организационные решения по производству изделия, отработанную при
изготовлении и испытаниях опытных образцов; опытные образцы, прошедшие
приемочные испытания. При необходимости, с целью сокращения сроков ТПП,
проектант (изготовитель опытных образцов) на договорной основе передает
изготовителю серийных изделий: документацию на однотипные технологические
процессы (с литерой "0" или выше по ГОСТ 3.1102); конструкторскую
документацию на однотипные средства технологического оснащения, отработанную по
результатам изготовления и испытаний опытных образцов; управляющие программы
для однотипного оборудования; средства технологического оснащения, пригодные
для использования; ведомости
применения материалов и комплектующих изделий; расчет трудоемкости изготовления
опытных образцов; план (график) ТПП опытных образцов; перечень квалификации
исполнителей и др. Изготовитель совместно с соисполнителями на основе
полученной от проектанта документации с учетом принципиальных решений по
организации ТПП, принятых при проектировании изделия, разрабатывает план
(график) ТПП серийных изделий в виде самостоятельного документа или в составе
плана (графика) постановки изделия на производство. При этом учитывают: сроки
освоения серийного производства изделия; планируемые объемы выпуска изделий по
годам освоения; прогноз
устойчивости сбыта в течение нескольких лет; трудоемкость ТПП; состояние
организационно-технического уровня производства и возможность его повышения с
целью обеспечения коммерческой стратегии изготовителя на рынке; возможность
кооперации и специализации производства для ритмичного обеспечения изготовления
изделий качественными материалами, деталями, сборочными единицами, комплектующими
изделиями, средствами технологического оснащения. ТПП серийных изделий
предусматривает выполнение следующих основных работ: проработку рабочей
конструкторской документации на серийное изделие с учетом технологичности
заложенных в нее решений; разработку или уточнение (корректировку) с
использованием информационных массивов описаний конструкторско-технологических
решений: технологических процессов изготовления серийного изделия в
соответствии с государственными стандартами ЕСТД; специальных средств
технологического оснащения в соответствии с государственными стандартами ЕСКД и
технологических процессов их изготовления в соответствии с государственными
стандартами ЕСТД; управляющих программ для автоматизированного технологического
оборудования; приобретение (изготовление) специальных средств технологического
оснащения для производства серийных изделий; обеспечение необходимой
технологической информацией реконструкции или нового строительства
производственной и испытательной баз; уточнение (корректировку) технологической
документации по результатам изготовления и квалификационных испытаний
установочной серии (первой промышленной партии); обеспечение требований
ресурсосбережения, экологии и охраны труда при изготовлении и испытаниях
серийных изделий. Изготовитель серийных изделий по требованию заказчика или
согласованию с проектантом в целях сокращения сроков постановки изделий на
производство выполняет наиболее сложные и трудоемкие работы ТПП одновременно с
изготовлением и испытаниями опытных образцов. С этой целью проектант и
изготовитель опытных образцов в части, их касающейся, передают изготовителю
серийных изделий: рабочую конструкторскую документацию на опытный образец (без
литеры или с литерой "0" по ГОСТ 2.103); документацию, содержащую
определяющие технологические и организационные решения по производству изделия;
документацию на однотипные технологические процессы (без литеры или с литерой
"0" по ГОСТ 3.1102); план (график) ТПП опытных образцов; другую необходимую документацию.
Критерий завершенности ТПП серийных изделий - фактическое выполнение работ,
предусмотренных планом, подтвержденное оценкой технологической готовности
производства к изготовлению серийных изделий (Технологическое обеспечение
создания продукции. Технологическая подготовка производства. ГОСТ Р
50995.3.1-96).
рис.2.
Диаграмма, описывающая бизнес процессы проектирования рабочих технологических
процессов механической обработки детале-сборочных единиц изделий
ракетно-космической техники
На рис.2 представлена диаграмма
восьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева,
описывающая бизнес процессы проектирования рабочих технологических процессов
механической обработки детале-сборочных единиц изделий ракетно-космической
техники.
Совершенствование
технологического программно-управляемого оборудования, усложнение выполняемых
на нем технологических процессов и совершенствование систем автоматизации
программирования привели к тому, что в настоящее время этапы технологического
проектирования составляют свыше 80% общей трудоемкости подготовки управляющих
программ (УП) для станков с ЧПУ. Поэтому задача автоматизации проектирования и
программирования технологических процессов является одной из актуальных задач
современного машиностроения, от решения которой во многом зависит эффективность
применения оборудования с ЧПУ. В общем виде эту задачу можно сформулировать как
выбор последовательности элементов технологии и расчет параметров станочной операции,
минимизирующих функцию суммарных затрат (себестоимости). Проектирование
технологического процесса - ТП и управляющих программ - УП обработки детали или
ДСЕ на станке с ЧПУ выполняется этапами. Обычно на первом этапе проектируют
план операции (последовательность выполнения переходов). На втором этапе
проектируют каждый переход (последовательность выполнения инструментальных
ходов). На третьем этапе выполняют проектирование каждого отдельного
инструментального хода (последовательность движений отдельных частей
технологической системы - ТС). На четвертом этапе рассчитывают параметры
каждого движения отдельных частей ТС.
На рис.3 представлена диаграмма
восьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева,
описывающая бизнес процессы проектирования управляющих программ механической
обработки детале-сборочных единиц изделий ракетно-космической техники.
На рис.4 представлена диаграмма
седьмого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ имени М.В. Хруничева,
описывающая бизнес процессы проектирования средств технологического оснащения
для механической обработки детале-сборочных единиц изделий ракетно-космической
техники.
рис.3.
Диаграмма, описывающая бизнес процессы проектирования управляющих программ
механической обработки детале-сборочных единиц изделий ракетно-космической техники
рис.4.
Диаграмма, описывающая бизнес процессы проектирования средств технологического
оснащения для механической обработки детале-сборочных единиц изделий
ракетно-космической техники
Литература
1.
В.Д.
Костюков, А.И. Островерх, В.Н. Сычев, А.В. Воронцов. Результаты анализа блока
бизнес процессов "Создание новых видов продукции". Научно -
технический журнал: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОИЗВОДСТВЕ.
№1. 2007. -М. Стр.24 - 43.
2.
В.Д.
Костюков, А.А. Островерх. Моделирование бизнес-процессов ракетно-космического
производства. Шестая Всероссийская научно-практическая конференция
"Управление качеством" (сборник материалов). 12-13 Марта 2007 года.
ГОУ ВПО "МАТИ" - РГТУ им. К. Э. Циолковского. -М. 2007. Стр. 213
-214.
3.
А.И.
Островерх, В.Д. Костюков, О.В. Козлова. Структура системы оперативного
управления. Шестая Всероссийская научно-практическая конференция
"управление качеством" (сборник материалов). 12-13 Марта 2007 года.
ГОУ ВПО "МАТИ" - РГТУ им. К. Э. Циолковского. -М. 2007. Стр. 223
-225.
4.
В.Е.
Нестеров, А.А. Медведев, В.Д. Костюков, С.Е. Пугаченко. Итоги работы секции 11
"Наукоемкие технологии в ракетно-космической технике" XXX
Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П.
Королева и других выдающихся отечественных ученых-пионеров освоения
космического пространства. Материалы Международной конференции и выставки
CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования, технологической подготовки
производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. 24 -
26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 184 - 188.
5.
А.И.
Островерх, В.Н. Сычев, Е.Д. Лобов, В.Д. Костюков. Типовая отраслевая БДТН для
автоматизированного формирования КТД по всем видам технологических переделов с
использованием лицензионных программных продуктов. Материалы Международной
конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования,
технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла
промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 189 - 196.
6.
А.И.
Островерх, А.В. 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.
Материалы Международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы
проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами
жизненного цикла промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М 2006. Стр.
197 - 200.
7.
Т.Н.
Александрова, В.Д. Костюков, В.Н. Сычев, Р.Х. Даутов. Типовая база знаний в
области ИПИ - технологий. Материалы Международной конференции и выставки
CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования, технологической подготовки
производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. 24 -
26 октября 2006. -М. 2006. Стр. 201 - 204.
8.
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. Материалы
Международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы
проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами
жизненного цикла промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр.
205 - 214.
9.
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. Материалы Международной
конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования,
технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла
промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М 2006. Стр. 215 - 218.
10.
В.Н.
Сычев, В.Д. Костюков, Л.В.-Я. Витоль, М.А. Лавров. Типовая отраслевая методика
сквозного "проектирования - изготовления" средств технологического
оснащения для кузнечно-прессового производства. Материалы Международной
конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы проектирования,
технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла
промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М 2006. Стр. 219 - 221.
11.
В.Н.
Сычев, В.Д. Костюков, А.В. Харахордин. Отраслевая производственная система
оптимизации процессов электроэрозионной обработки инструментального цеха. Материалы
Международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы
проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами
жизненного цикла промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр.
222 - 225.
12.
А.И.
Островерх, В.Н. Сычев, Е.Д. Лобов, В.Д. Костюков. Типовая отраслевая
автоматизированная система управления цехового уровня участками станков с ЧПУ.
Материалы Международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006. Системы
проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами
жизненного цикла промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М. 2006. Стр.
226 - 231.
13.
В.Н.
Сычев, В.А. Прудников, В.Д. Костюков. Отраслевая методика по формированию,
хранению и обращению конструкторско-технологической документации в электронном
виде. Материалы Международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM - 2006.
Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления
этапами жизненного цикла промышленного продукта. 24 - 26 октября 2006. -М 2006.
Стр. 232 - 235.
14.
В.Д. Костюков. Исследование станочных операций
и разработка методики автоматизированного проектирования технологических
процессов приборостроительного производства, выполняемых на оборудовании с ЧПУ.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по
специальности 05.11.14 технология приборостроения. Кафедра 307 МАИ,
15.
В.Д. Костюков, В.А. Глухов, Н.А. Истомин, А.Н.
Левченко. Инструкция по эксплуатации. Система автоматизации программирования технологических
процессов многокоординатной обработки деталей для оборудования с ЧПУ АПТ ЕС.
Часть 5. Руководство программиста (описание геометрии). Типография НИАТ.