Функции проектирования ТПП металлургического производства

В.Д. Костюков,

вед.н. с., к.т.н.,

А.И. Островерх,

зам. ген.дир. по эконом.,

А.П. Соловьев,

главн. метал.,

А.В. Цырков,

главн. констр. ЕКИТСУП, д.т.н.,

ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, г. Москва

Внедрение информационных технологий требует больших затрат, которые сопоставимы с затратами на производство основной продукции. В конце 90-ых годов прошлого века, когда на рынке в должной мере появилась конкуренция и рентабельность деятельности предприятий стала резко падать, руководители ощутили огромные сложности при попытках оптимизировать затраты, чтобы продукция оставалась одновременно и прибыльной и конкурентоспособной. Как раз в этот момент совершенно четко проявилась необходимость иметь перед своими глазами модель деятельности предприятия, которая отражала бы все механизмы и принципы взаимосвязи различных подсистем в рамках одного бизнеса. Само же понятие "моделирование бизнес-процессов" пришло в быт большинства аналитиков одновременно с появлением на рынке сложных программных продуктов, предназначенных для комплексной автоматизации технической (конструкторско-технологической) подготовки и управления предприятием. Подобные системы всегда подразумевают проведение глубокого предпроектного обследования деятельности предприятия. Результатом этого обследования является экспертное заключение, в котором отдельными пунктами выносятся рекомендации по устранению "узких мест" в управлении деятельностью. На основании этого заключения, непосредственно перед проектом внедрения системы автоматизации, проводится так называемая реорганизация бизнес-процессов, иногда достаточно серьезная и болезненная для предприятия. Это и естественно, сложившийся годами коллектив всегда сложно заставить "думать по-новому". Снижение затрат и сроков выполнения данных работ возможно за счет использования типовой отраслевой методики предпроектного обследования - ЭФ ИПИ, являющейся одним из базовых компонентов ядра АСТПП, постоянно развивающейся и совершенствующейся в РКЗ.

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

На рис. 1 представлена диаграмма шестого уровня декомпозиции функциональной модели единой корпоративной информационно-телекоммуникационной системы управления предприятием ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы проектирования технологической подготовки металлургического производства - ТПП МП.

Бизнес процессы работ по ТИЗ отдела Главного металлурга - ОГМет 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 ОГМет [1].

Бизнес процессы решения общих вопросов технологической подготовки МП (литье, ковка, горячая штамповка, спекание и т.п.) предназначены для отработки конструкции изделий на технологичность применительно к МП, в том числе для: разработки директивных технологических процессов при подготовке производства новых изделий; разработки стандартов предприятия (СТП), производственных инструкций, технологических указаний и их оформления по закрепленным за группами объемам; осуществления технологического контроля конструкторской документации разработчиков и подготовки предложений по повышению технологичности деталей; осуществления технического и методического руководства службами подготовки производства подведомственных ОГМет цехов и участков завода; контроля и утверждения в установленном порядке технологических процессов, разработанных БТП цехов; осуществления контроля за соблюдением технологической дисциплины в подведомственных ОГМет цехах и металлургических службах контроля; рассмотрения совместно с цехами технических заданий на проектирование и изготовление оснастки и нестандартного оборудования, разработки с цехами вариантов технологических планировок; осуществления реализации требований системы качества РКЗ (ГОСТ РИСО 9002, СТП 104-612) по своим направлениям; разработки и внедрения, совместно с цехами и службами завода, нормативно-технической документации системы качества в рамках соответствующей ФПС; рассмотрения заявок на оборудование, приборы, шихтовые и футеровочные материалы, обобщения и составления сводных заявок по цехам металлургического производства; руководства разработкой планов технического перевооружения металлургических служб завода с оформлением мероприятий по всем направлениям плана; подготовки металлургических разделов технологических паспортов на изделия и технического паспорта завода; рассмотрения и подготовки заключений по рационализаторским предложениям; консультации различных служб и цехов завода по вопросам, входящим в компетенцию отдела; подготовки и ведения служебной переписки со смежными организациями и отраслевыми институтами. Основным результатом выполнения комплекса работ по решению общих вопросов ТПП для МП является АКТ готовности производства к изготовлению деталей и ДСЕ нового изделия РКТ методами МП [2].

Бизнес процессы проектирования СТО для изготовления деталей и ДСЕ методами МП предназначены для выполнения цикла работ по конструированию, технологической отработке и испытаниям нестандартного оборудования, специальной и специализированной оснастки, специального и специализированного инструмента, в том числе для: разработки проектов технологического оснащения (штампы, блоки, пресс формы, чертежи штамповок и отливок, ручной инструмент для рабочих металлургических профессий, приспособления и т.п.) по ТУ цехов; участия во внедрении оснастки и контроля при ее изготовлении; разработки и отслеживания графиков оснащения изделий металлургической оснасткой; проведения работ по стандартизации оснастки, разработки СТП на элементы конструкций; согласования чертежей на наиболее сложную оснастку с цехами-потребителями; руководства при разработке чертежей ГОСТами; ОСТами; СТП и другой действующей нормативно-технической документацией; участия в разработке и внедрении закрепленных позиций плана технического перевооружения; ведения учета уровня стандартизации проектируемой оснастки; рассмотрения и подготовки заключений по рационализаторским предложениям, касающимся металлургической оснастки. Изготовление СТО для МП, в том числе и нестандартного оборудования, осуществляется как цехами инструментального производства, так и цехами основного производства. Нестандартное оборудование, специальная оснастка и инструмент для МП могут приобретаться у заводов-смежников [3].

Комплексные обследования предприятий всегда являются сложными и существенно отличающимися от случая к случаю задачами. Для решения этих задач необходим широкий набор знаний в данной области (база знаний по ИПИ-технологиям БЗ ИПИ). Под знаниями обычно понимают набор фактов и правил, формализующих опыт специалистов в конкретной предметной области. Знания предприятия это формализованный опыт сотрудников предприятия. Под знаниями, в данном случае, будем понимать - набор документов (информацию), содержащих факты и правила, формализующие опыт, как сотрудников конкретного предприятия, так и опыт других предприятий в той же предметной области. Сбор, систематизация, хранение, оперативный поиск и выдача по запросам научно-технической информации, содержащейся в проектной документации, извлечение из неё оптимальных, прошедших жёсткие испытания на практике конструкторско-технологических решений является одной из актуальных задач современного отечественного и мирового машиностроения. Знания предприятия - капитал, нематериальный актив. Источник и потребитель знаний предприятия - персонал предприятия. Задача руководства предприятия: отделить знания от персонала; сохранить знания; повысить эффективность использования знаний в работе. Крупное производственное предприятие использует следующий набор документов: нормативные и организационные документы предприятия; архивы проектной документации (технологическое оборудование, здания, инфраструктура, документация о контроле промышленной безопасности объектов); архивы эксплуатационной документации (ремонты, контроль промышленной безопасности); коммерческая документация (контракты, счета, акты, юридические документы); документы НИР, отчёты за истекший период по направлению, программы технологического развития предприятия; делопроизводство (контроль исполнения документов); документы законодательства, отраслевые стандарты.

Многообразие источников информации предприятия - это еще не База знаний. В разных источниках существуют разные возможности поиска документов. Часто используется только поиск по контексту, поиск по атрибутам не используется. В отдельных источниках (покупные базы документов) ограничено число пользователей. Состав атрибутов зачастую не адекватен видам деятельности предприятия. Отсутствуют единые требования к составу проектных документов и их содержанию. Документы "свалены" без атрибутирования и никто из сотрудников не может ничего найти и воспользоваться, поэтому готовит свой комплект документов заново. Отсутствует контроль получения документов. Документы размещаются в базах не регулярно. Каждый сотрудник продолжает накапливать личные архивы документов на своем персональном компьютере, потом сам не может ничего там найти. Происходит дублирование документов, отсутствует контроль версий документов. Передача знаний между проектными командами не происходит, каждая команда заново разрабатывает решения, совершая одни и те же ошибки. Одним из возможных путей преодоления указанных выше недостатков является создание широкой сети узко специализированных баз проектной документации (BAZDOK), высокая эффективность которых подтверждается двадцатилетним опытом их эксплуатации при реализации проектов создания и совершенствования автоматизированных систем технологической подготовки производства.

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

Бизнес процесс регистрации входящей и исходящей технической, распорядительной и сопроводительной документации ОГМет предусматривает, что для каждого вида документации существует свой журнал регистрации [4].

Бизнес процесс управления работой всех подразделений (бюро, групп) ОГМет предназначен для: планирования, контроля и регулирования (формирования управляющего воздействия) [5].

Бизнес процесс выполнения валидации ТД по МП подтверждает на основе представления объективных свидетельств то, что требования, предназначенные для конкретного использования или применения в ОГМет, выполнены (Утверждение руководством ОГМет выходной конструкторско - технологической документации) [6].

Бизнес процессы выполнения ПЭР для ОГМет 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. При выполнении ПЭР применяются стандартные офисные приложения [7].

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

Современный этап научно-технического прогресса немыслим без широкого внедрения и использования вычислительной техники в производстве. Наибольший эффект от внедрения вычислительной техники достигается при интегральной сквозной автоматизации всего цикла "исследование-производство", результатом которой является создание интегрированного производственного комплекса (компьютеризированного интегрированного производства - КИП). Решение этой проблемы предусматривает, в частности, комплексную автоматизацию и интеграцию технической подготовки производства (конструирование, проектирование, отработка на технологичность изделий ракетно-космической техники, проектирование технологических процессов (ТП) их изготовления, проектирование средств технологического оснащения (СТО), проектирование СТО 2-го порядка и ТП их изготовления), управление всеми этими процессами и производством в целом на основе принципов "безбумажной" технологии переработки информации, то есть широкого внедрения ИПИ-технологий. Широкая номенклатура работ по технологической подготовки производства 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.

На рис. 3 представлена диаграмма седьмого уровня декомпозиции функциональной модели единой корпоративной информационно-телекоммуникационной системы управления предприятием - ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения работ по решению общих вопросов ТПП для МП.

Конструкторско-технологический анализ деталей и ДСЕ, изготавливаемых методами МП (литье, ковка, горячая штамповка, термическая обработка, спекание и т.п.), выполняется в два этапа. Вначале составляется разделительная ведомость по изготовлению их заводами-смежниками. Затем составляются ТУ на изготовление заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ методами МП заводами-смежниками. Анализ деталей и ДСЕ, изготавливаемых методами МП, является составной частью работ по отработке конструкции изделий на технологичность и носит итерационный характер [8].

Бизнес процессы классификации заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ, изготавливаемых методами МП, т.е. отнесения к той или иной группе заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ, подобных по конструкторско-технологическим характеристикам, являются основой для выполнения работ по группированию [9].

Группирование заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ, изготавливаемых методами МП, позволяет использовать групповую форму организации производства. Под групповой понимается форма организации производства, характеризуемая совместными действиями по изготовлению группы заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ методами МП на специализированных рабочих местах [10].

Бизнес процессы отработки конструкции заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ, изготавливаемых методами МП, на технологичность предназначены для формирования рекомендаций на изменение технологической системы; формирования рекомендаций на изменение КД; формирования актов готовности производства [11].

рис. 3. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения работ по решению общих вопросов ТПП для МП

рис. 4. Диаграмма, описывающая бизнес процессы выполнения анализа ДСЕ по МП

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.

На рис. 4 представлена диаграмма восьмого уровня декомпозиции функциональной модели ЕКИТСУП ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, описывающая бизнес процессы выполнения анализа детале-сборочных единиц - ДСЕ по МП.

Бизнес процессы составления разделительной ведомости по МП заготовок, полуфабрикатов, деталей и ДСЕ регламентируют вопросы изготовления заготовок, полуфабрикатов, комплектующих деталей и ДСЕ из металла методами литья, ковки, горячей штамповки, спекания, термической обработки и т.п. на предприятиях-смежниках в соответствии со сложившейся кооперацией и интеграцией отечественных и зарубежных производств [12].

Бизнес процессы составления ТУ на поставку заготовок, полуфабрикатов, покупных и комплектующих изделий, изготавливаемых из металла методами МП предприятиями-смежниками регламентируют работы по изготовлению на принципах отраслевой, межотраслевой и международной кооперации и интеграции компонентов и сегментов космической транспортной системы [13].

Бизнес процессы формирования РВ по изготовлению заготовок, полуфабрикатов, деталей, и ДСЕ из металла методами МП и ТУ на поставку изделий, изготовленных из металла с применением методов МП, регламентируют вопросы формирования в электронном виде с применением программно-технических средств ОГМет комплектов технической и сопроводительной документации по анализу изделий, изготавливаемых с применением методов МП. При формировании комплектов технической и сопроводительной документации широко используются как стандартные офисные пакеты, так и специальные программы собственной разработки. Ведутся работы по освоению CAD/CAM-систем NX, Solid Edge и PDM - системы Time Center [14].

Электронные документы, по мнению многих ведущих специалистов, являются тем звеном, которое призвано обеспечить надежное и качественное функционирование любого предприятия, интегрирующего существующие, создаваемые и вновь приобретаемые автоматизированные системы в единое целое и, прежде всего, в автоматизированную систему технологической подготовки производства (АСТПП).

Создание отраслевой методики по формированию, хранению и обращению конструкторско-технологической документации в электронном виде - ОМ ЭКТД является в настоящее время одной из первоочередных обязательных задач автоматизации ТПП, особенно принимая во внимание наращиваемые мощности ОКБ и НИИ по проектированию изделий РКТ с использованием CAD/CAM/CAE-систем и поступлением на производство первых образцов математических моделей ДСЕ новых изделий на магнитных носителях в сочетании с чертежами, выполненными электронным способом.

Литература

1. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ. Тема №5. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок". Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2007 г. 40с.

2. АНАЛИЗ БЛОКА БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ "ЛЮДИ / КОМАНДА". Тема № 6. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок". Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2007 г. 40с.

3. АНАЛИЗ БЛОКА БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ "ОБЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ / ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫЕ УЛУЧШЕНИЯ". Тема № 7. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок". Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2007 г. 40с.

4. ЗАВЕРШЕНИЕ АНАЛИЗА БЛОКА БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ "ОБЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ / ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫЕ УЛУЧШЕНИЯ". Тема № 7 - 2. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2007 г. 44с.

5. АНАЛИЗ БЛОКА БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ "СОЗДАНИЕ НОВЫХ ВИДОВ ПРОДУКЦИИ". Тема № 8. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок". Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2007 г. 40с.

6. АНАЛИЗ БЛОКА БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ "ПЛАНИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ". Тема № 9. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2007 г. 44с.

7. ЗАВЕРШЕНИЕ АНАЛИЗА БЛОКА БИЗНЕС ПРОЦЕССОВ "ПЛАНИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ". Тема № 9-2. Конспект лекций по курсу: "Системы информационной поддержки разработок", Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2007 г. 44с.

8. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. Тема № 1. Конспект лекций по курсу: "CALS - технологии". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2007 г. 48с.

9. ДИСКРЕТНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. Задача согласования. Тема №2. Конспект лекций по курсу: "CALS - технологии". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2005 г. 40с.

10. ДИСКРЕТНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. Задача согласования. Методические указания для выполнения работы по курсу: "CALS - технологии". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2005 г. 28с.

11. ДИСКРЕТНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. Задача согласования. Пример выполнения работы. Методические указания для выполнения работы по курсу: "CALS -технологии". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2005 г. 28с.

12. СИСТЕМЫ ВТОРОГО УРОВНЯ АВТОМАТИЗАЦИИ. Тема №10. Конспект лекций по курсу: "CALS-технологии". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2005 г. 48с.

13. МИТАЦИОННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. Тема №1. Конспект лекций по курсу: "Системное программное обеспечение". Составитель: Костюков В. Д. МАТИ. -М. 2005 г. 36 с.

14. ИМИТАЦИОННЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ. Тема № 1. Методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу: "Системное программное обеспечение". Составитель: Костюков В.Д. МАТИ. -М. 2005 г. 36с.