Функции проектирования ТПП ХЛШ

В.Д. Костюков,

вед.н. с., к.т.н.,

Л.П. Логунов,

нач. ОХШ РКЗ,

В.Н. Сычев,

перв. зам. ген.дир., к.т.н.,

А.В. Цырков,

главн. констр. ЕКИТСУП, д.т.н.,

ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, г. Москва

В современных условиях особое значение приобретает оснащение РКЗ современными информационными технологиями, поскольку они позволяют резко сократить временные и материальные затраты, повысить производительность труда и качество производимой продукции. Одним из первых шагов на пути реализации данных мероприятий является создание системы автоматизированного проектирования и изготовления средств технологического оснащения холодной штамповки (штампов, формблоков, болванок, оправок и др. обводообразующей оснастки) - САПР СТО ХШ, так как от сроков и качества их изготовления во многом зависит трудоемкость и качество основного изделия.

На рис. 1 представлена диаграмма шестого уровня декомпозиции функциональной модели ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы проектирования ТПП деталей методами холодной листовой штамповки - ХЛШ.

рис. 1. Диаграмма, описывающая бизнес процессы проектирования ТПП ХЛШ

Бизнес процессы работ по ТИЗ отдела холодной штамповки - ОХШ предназначены для управления работами в отделе, в том числе ведения делопроизводства, планирования труда и заработной платы - ТИЗ. Результатом выполнения данных работ является: 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 ОХШ [1].

Бизнес процессы решения общих вопросов технологической подготовки для холодной листовой штамповки и производства трубопроводов (компонентов и сегментов пневмо-гидро-систем - ПГС) предназначены для отработки конструкции изделий на технологичность применительно к этим производствам. Основным результатом выполнения комплекса работ по решению общих вопросов ТПП для ОХШ является АКТ готовности производства к изготовлению деталей и ДСЕ нового изделия РКТ методами холодной штамповки и гибки [2].

Бизнес процессы проектирования средств технологического оснащения - СТО для изготовления деталей и ДСЕ из листа и трубы методами ХЛШ предназначены для выполнения цикла работ по конструированию, технологической отработке и испытаниям нестандартного оборудования, специальной и специализированной оснастки, специального и специализированного инструмента. Изготовление СТО для ХЛШ, в том числе и нестандартного оборудования, осуществляется как цехами инструментального производства, так и цехами основного производства. Нестандартное оборудование, специальная оснастка и инструмент для ХЛШ могут приобретаться у заводов-смежников. Трудоёмкость проектирования и изготовления СТО для всех видов технологических переделов составляет 80% затрат на ТПП нового изделия РКТ [3].

Предполагается, что КД на ДСЕ (математические модели, чертежи, спецификации и т.п.) в виде электронных документов поступает из ОТД и/или ОИП совместно с заказами и ТУ на изготовление оснастки для ХЛШ и помещается в один из оперативных архивов электронных документов в соответствии со специализацией конкретного структурного подразделения отдела. Конечно, можно дождаться, когда ОХШ и КБ-1 будут полностью укомплектованы средствами вычислительной техники и с какого-то определенного изделия начать осуществление перехода на новую технологию автоматизированного проектирования СТО ХЛШ. Но и в этом случае предстоит преодолеть большие трудности, связанные с нахождением в производстве ранее спроектированных СТО ХШ и необходимостью изготовления потребного количества дублеров по ранее спроектированной КД. То есть значительный период времени предстоит реализовать переработку информации по двум схемам: в виде электронных документов на новые изделия и в виде бумажных носителей на спроектированные ранее. Такая двойственность существенно удлинит сроки создания компьютеризированного интегрированного производства. Выход из этого положения может быть осуществлен путем создания комплекса аппаратно-программных средств и инжиниринговых систем, эксплуатирующихся в составе локальных вычислительных производственных сетей.

Предполагается, что КД на ДСЕ основного изделия будет поступать в виде математических моделей и электронных документов, сформированных с помощью базовой системы NX. Программное обеспечение, с которым будет работать ОХШ, будет иметь средства, включая прямые интерфейсы, для конвертации КД без искажения геометрической информации. Электронная сборка СТО для ЛХШ может таким образом проводиться как с помощью системы NX, так и с помощью более дешевых, но менее функциональных систем типа ADEM, SURFCAM, AutoCAD. Для ведения электронных данных проектов СТО для ЛХШ предполагается использовать систему Team Center.

На рис. 2 представлена диаграмма седьмого уровня декомпозиции функциональной модели ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения работ по решению общих вопросов ТПП для ХЛШ.

Конструкторско-технологический анализ деталей и ДСЕ, изготавливаемых из листа и трубы методами холодной штамповки и гибки, выполняется в два этапа. Вначале составляется разделительная ведомость по изготовлению их заводами-смежниками. Затем составляются ТУ на изготовление деталей и ДСЕ из листа и трубы методами ХЛШ заводами-смежниками. Анализ деталей и ДСЕ, изготавливаемых из листа и трубы методами ХЛШ, является составной частью работ по отработке конструкции изделий на технологичность и носит итерационный характер [4].

рис. 2. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения работ по решению общих вопросов ТПП для ХЛШ

Бизнес процессы классификации деталей и ДСЕ, изготавливаемых из листа и трубы методами ХЛШ, т.е. отнесения к той или иной группе ДСЕ, подобных по конструкторско-технологическим характеристикам, являются основой для выполнения работ по группированию. При классификации деталей и ДСЕ, изготавливаемых из листа и трубы методами ХЛШ, широко используются классификаторы, создаваемые КБ "САЛЮТ" и другими предприятиями-смежниками [5].

Группирование деталей и ДСЕ, изготавливаемых из листа и труб методами ХЛШ, позволяет использовать групповую форму организации производства [6].

Бизнес процессы отработки конструкции деталей и ДСЕ, изготавливаемых из листа и труб методами ХЛШ, на технологичность предназначены для формирования рекомендаций на изменение технологической системы; формирования рекомендаций на изменение КД; формирования актов готовности производства. Опыт, полученный в процессе отработки конструкторской и технологической документации при ТПП и изготовлении деталей и ДСЕ методами ХЛШ, является неоценимым и используется на многих родственных предприятиях Федерального космического агентства [7].

Как показывает практика наибольший эффект CAD/CAM-системы приносят тогда, когда реализуется принцип сквозного проектирования-изготовления продукции (для отдела холодной штамповки - ОХШ это средства технологического оснащения - СТО листовой холодной штамповки - ЛХШ). Предполагается организация в цехах инструментального производства - ИП на базе существующих бюро технической подготовки - БТП автоматизированных участков по проектированию технологических процессов изготовления СТО ЛХШ. В составе же технологического бюро - ТБ ОХШ предполагается организация автоматизированных рабочих мест по разработке и ведению классификаторов на СТО 2-го порядка, типовых технологических процессов - ТП изготовления детале-сборочных единиц - ДСЕ СТО ЛХШ, ведению баз данных и баз знаний в этой области.

На рис. 3 представлена диаграмма восьмого уровня декомпозиции функциональной модели единой корпоративной информационно-телекоммуникационной системы управления предприятием - ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения анализа ДСЕ по ХЛШ.

рис. 3. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения анализа ДСЕ по ХЛШ

Бизнес процессы составления разделительной ведомости по ХЛШ деталей и ДСЕ регламентируют вопросы изготовления комплектующих деталей и ДСЕ из труб и листа методами ХЛШ на предприятиях-смежниках в соответствии со сложившейся кооперацией и интеграцией отечественных и зарубежных производств [8].

Бизнес процессы составления ТУ на поставку покупных и комплектующих изделий, изготавливаемых из трубы и листа методами ХЛШ предприятиями-смежниками регламентируют работы по изготовлению на принципах отраслевой, межотраслевой и международной кооперации и интеграции компонентов и сегментов космической транспортной системы [9].

Бизнес процессы формирования РВ по изготовлению деталей, и ДСЕ из труб и листа методами ХЛШ и ТУ на поставку изделий, изготовленных с применением методов ХЛШ, регламентируют вопросы формирования в электронном виде с применением программно-технических средств ОХШ комплектов технической и сопроводительной документации по анализу изделий, изготавливаемых с применением методов ХЛШ [10].

Особое внимание при автоматизации работ в ОХШ предполагается уделить максимальному применению международных стандартов, в первую очередь фирмы HASCO на типовые элементы СТО для ЛХШ, а также фирмы Сандвиг-Карамант на типовые режущие инструменты для изготовления ДСЕ СТО ЛХШ. Предполагается также активное участие ОХШ в работах по поиску эффективных решений в области модернизации и автоматизации существующего прессового оборудования, в первую очередь по созданию на базе пресса Зильберкампф гибкого производственного комплекса типа ГПК-4 и оснащению цехов ИП оборудованием с ЧПУ типа Обрабатывающий центр фирмы Штарраг (Швейцария), в том числе и за счет передачи оборудования, не загруженного в основных механообрабатывающих цехах, с целью получения УП обработки уникальных формообразующих элементов СТО ЛХШ в едином сквозном процессе проектирования на АРМах ОХШ.

На рис. 4 представлена диаграмма восьмого уровня декомпозиции функциональной модели единой корпоративной информационно-телекоммуникационной системы управления предприятием - ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения классификации ДСЕ для ХЛШ.

рис. 4. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения классификации ДСЕ для ХЛШ

Бизнес процессы составления описания детале-сборочных единиц - ДСЕ И-А, изготавливаемых из труб и листа методами ХЛШ, предназначены для формирования структурно-параметрических моделей конструкции изделия, находящегося в производстве, а также структурно-параметрических моделей технологических процессов их изготовления методами ХЛШ и структурно-параметрических моделей СТО для ХЛШ. Эти описания используются для проектирования ТПП новых изделий РКТ, изготавливаемых из листа и труб методами ХЛШ, в том числе для проектирования ТП и СТО для ХЛШ [11].

Бизнес процессы составления ПООО ХЛШ предназначены для регламентации выполнения работ по изготовлению особо ответственных элементов конструкции космического судна и других компонентов и сегментов космической транспортной системы из труб и листа. Соблюдение порядка выполнения этих работ и заданных технологических режимов ХЛШ гарантирует необходимое качество, обеспечивающее живучесть космического судна при расчетных режимах полета [12].

Бизнес процессы формирования описания ДСЕ И-А, изготавливаемых ХЛШ, и ПООО ХЛШ предназначены для формирования в электронном виде с применением программно-технических средств ОХШ комплектов технической и сопроводительной документации по классификации изделий, изготавливаемых с применением методов ХЛШ. При формировании комплектов технической и сопроводительной документации широко используются как стандартные офисные пакеты, так и специальные программы собственной разработки [13].

Одним из перспективных направлений работ совместно с отделом неметаллов - ОНЕМЕТ и отделом Главного металлурга - ОГМет является участие в исследованиях по освоению LOM-технологии при проектировании и изготовлении СТО ЛХШ методами послойного синтеза. Предполагается также тесное взаимодействие с плазово-шаблонным цехом по созданию автоматизированного производства электронных плазов и шаблонов (электронных макетов), а также с отделом Главного метролога - ОГМетр по освоению объективных методов контроля сложно-фасонных поверхностей с использованием координатно-измерительных машин - КИМ с ЧПУ.

На рис. 5 представлена диаграмма восьмого уровня декомпозиции функциональной модели единой корпоративной информационно-телекоммуникационной системы управления предприятием - ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения группирования ДСЕ для ХЛШ.

Основной задачей классификации при групповой вырубке, холодной штамповке и гибки ДСЕ из труб и листа является формирование групп. При групповом методе ХЛШ и классификация всей номенклатуры деталей цеха или участка не однократный, а многократный процесс: комплектуются группы по видам операций ХЛШ (вырубка с ЧПУ, холодная штамповка, штамповка эластичной средой - ШЭС, гидроштамповка, гибка, обтяжка, штамповка с глубокой вытяжкой и т. п.) [14].

Бизнес процесс ведения БД ХЛШ по составам групп деталей, ДСЕ и типовым представителям (комплексным деталям) предназначен для организации хранения, пополнения, оперативного поиска и выводу по запросу информации как о типовых представителях, так и о деталях, входящих в состав групп. Используются как базы данных собственной разработки, так и базы данных, входящие в состав таких CAD/CAM-систем, как NX, Solid Edge, ADEM, ТЕХАС, TEXCARD и PDM-системы Time Center [15].

рис. 5. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения группирования ДСЕ для ХЛШ

Бизнес процессы формирования ТУ, ТР по ХЛШ регламентируют выполнение отдельных видов работ ХЛШ по изготовлению ДСЕ нового изделия РКТ из листа и труб. Выполняются под руководством отдела стандартизации совместно со специалистами бюро технологического обеспечения производства ОГТ [16].

Бизнес процессы создания стандартов предприятия по ХЛШ ДСЕ из листа и труб предназначены для обобщения опыта, накопленного при изготовлении РКТ и регламентации порядка проведения тех или иных видов работ ХЛШ. Выполняются под руководством отдела стандартизации совместно со специалистами бюро технологического обеспечения производства ОГТ [17].

Бизнес процессы проектирования УТП по ХЛШ предназначены для регламентации выполнения работ по изготовлению из листа и труб особо ответственных элементов конструкции космического судна и других компонентов и сегментов космической транспортной системы методами ХЛШ. УТП по ХЛШ согласуются с ОГК [18].

Широкая номенклатура работ по технологической подготовки производства (ТПП) приводит к образованию большого объема различного рода конструкторско-технологической, планово-отчетной документации, сложные информационные потоки которой ставят вопрос надежного и оперативного информационного обеспечения производства. При этом важным моментом является соблюдение принципа стандартизации, т.е. ведения типовых документов, методов и приемов работы во всех подсистемах автоматизированного производства. Для повышения уровня автоматизации инженерных работ, выполняемых при технологической подготовке производства, должна быть создана развитая сеть автоматизированного сбора, хранения, обработки и передачи технологической информации, охватывающая все его конструкторско-технологические подразделения, цеха и аппарат управления. Эффективность взаимодействия элементов такого человеко-машинного комплекса определяется тем, насколько развита на предприятии информационная технология, осуществляющая в автоматизированном режиме указанные процессы, гарантирующая при этом высокие производительность и качество. Процесс формирования КИП предполагает, в первую очередь, постановку и решение локальных задач автоматизации производственных процессов (создание систем типа САПР, АСУП, АСТПП) с целью их последующей интеграции. Важным компонентом всех систем является база данных технологического назначения (БДТН), состоящая из отдельных специализированных баз данных, ориентированных на решение конкретных задач технологической подготовки производства. Использование БДТH сокращает объем исходной информации, исключает ручной поиск нормативно-справочной информации, обеспечивает автоматизированное создание комплектов технологической документации и снижает трудоемкость ТПП, в том числе и для оборудования с ЧПУ, на всех ее стадиях. Наличие базы данных, ее разработка рассматривается как создание информационных ресурсов предприятия, позволяющих добиться наибольшей эффективности его деятельности в целом и автоматизированных систем в частности.

Литература

1. В.Д. Костюков, А.И. Островерх, В.Н. Сычев, А.В. Воронцов. Результаты анализа групп бизнес процессов "вовлеченность", "планирование продаж и операций" блока "планирование и контроль". Научно-технический журнал "Информационные технологии в проектировании и производстве". ФГУП "ВИМИ". № 2. 2007 г. Стр. 25 - 35.

2. А.А. Медведев, В.Д. Костюков, В.Е. Нестеров, С.Е. Пугаченко. Итоги работы секции "наукоемкие технологии в ракетно-космической технике" XXXI академических чтений по космонавтике. Научно-технический журнал "Информационные технологии в проектировании и производстве". ФГУП "ВИМИ". № 2. 2007 г. Стр. 36 - 41.

3. ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ. Тема №1. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации" Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2006 г. 36 с.

4. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ И ОБЩИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРЕДПРИЯТИЯ. Тема №2. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2006. 44с.

5. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИЕЙ ПРЕДПРИЯТИЯ. Тема №3. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 48с.

6. ПОЛНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ CAD/CAM/CAE СИСТЕМЫ. Тема №4. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 32с.

7. CAD/CAM/CAE СИСТЕМА NX. Тема №5. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 56с.

8. CAD/CAM СИСТЕМА SOLID EDGE. Тема №6. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 36с.

9. СИСТЕМЫ ВТОРОГО УРОВНЯ АВТОМАТИЗАЦИИ. Тема №7. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 40с.

10. СИСТЕМА SolidWorks. Тема №8. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация процессов обработки информации". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 56с.

11. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И ФУНКЦИИ ТПП. Тема №1. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 40с.

12. ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ. Тема №2. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006. 40с.

13. CAD/CAM СИСТЕМЫ. Тема №3. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006 г. 40 с.

14. Тема №4. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006 г. 40с.

15. СИСТЕМЫ ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТОВ. Тема №5. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006 г. 48с.

16. ВЕДЕНИЕ БАЗ ДАННЫХ И БАЗ ЗНАНИЙ. Тема №6. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006 г. 40с.

17. МОДЕЛЬ ТПП. Тема №7. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006 г. 36 с.

18. ТИПОВЫЕ ПОДСИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Тема №8. Конспект лекций по курсу: "Автоматизация конструкторского и технологического проектирования". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2006 г. 44 с.