4. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКОЙ ИННОВАЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
Отличительной особенностью инновационных производств является относительно небольшие серии однородной продукции – мелкосерийное или индивидуальное производство.
Известно, что трудоёмкость технической подготовки производства (ТПП) изделия в единичном и мелкосерийном производстве составляет 20…25%, в серийном – 50…55%, а в крупносерийном и массовом – 60…70% от общей трудоёмкости технической подготовки производства. Однако подготовка производства для мелкой серии сложных изделий – это отдельная задача, требующая глубокой проработки конструктивных особенностей изделий, исчерпывающего знания возможностей оборудования и, наконец, высокой квалификации инженерно-технического персонала.
Одним из критических факторов повышения производительности труда является именно техническая подготовка производства, обеспечивающая быстрое внедрение новых инновационных образцов продукции. Наибольшую актуальность вопросы подготовки производства приобретают в машиностроении, где отсутствие соответствующих технологических компетенций не позволяет эффективно осваивать производство новой продукции и обеспечивать качество производства основной продукции. По существу, техническая подготовка производства – слабое звено в цепочке создания изделия на машиностроительном производстве.
Большое количество аналогичных изделий на рынке обязывает производителя создавать конкурентоспособную продукцию. Чтобы этого добиться, нужно, во-первых, постоянно улучшать качество изготавливаемой продукции, во-вторых, максимально сократить сроки исполнения заказа, в-третьих, снизить себестоимость продукции. Для достижения заявленных требований необходима грамотно разработанная автоматизированная система управления технической подготовкой производства, позволяющая рационально организовать первые этапы жизненного цикла изделия.
Техническая подготовка производства является одним из этапов жизненного цикла изделия. В нём занято большое количество сотрудников, между которыми распределяется большой объём работ. При распределении заданий между сотрудниками необходимо учитывать такие аспекты, как различия в трудоёмкости и сложности работ, различия в квалификации сотрудников, приоритетность работ и др.
Для сокращения сроков выполнения проекта необходимо максимально возможно обеспечить параллельность работы над ним, оптимизировать загруженность сотрудников и минимизировать риск срыва общих сроков в ре-
35
зультате невыполнения отдельных этапов работ тем или иным сотрудником. Чтобы достигнуть поставленных целей, необходимо эффективное планирование, постоянный контроль и оперативность в принятии решений при необходимости внести коррективы в план.
Использование автоматизированных систем управления является в настоящее время необходимым условием эффективной работы промышленных предприятий. Применение их значительно повышает эффективность труда конструктора и технолога, автоматизируя рутинные операции проектирования и оформления документации для конкретно принятого варианта технологического процесса. Более того, наличие единой автоматизированной системы позволяет всем участникам процесса своевременно отслеживать любые изменения в нём и оперативно на них реагировать.
Техническая подготовка производства имеет два направления: для освоения производства нового изделия и для совершенствования технологического процесса, не связанного с изменением конструкции изделия. Каждое направление имеет свои задачи, содержание и перечень работ, который зависит прежде всего от вида продукции и назначения технологического процесса. Применяются три формы организации работ по технологической подготовке производства: децентрализованная, централизованная и смешанная. На предприятиях единичного и мелкосерийного производства ТПП выполняется децентрализованно. На предприятиях крупносерийного и массового производства ТПП обычно ведётся централизованно. Цеховые бюро занимаются в основном внедрением разработанных технологических процессов. При серийном типе производства чаще используется смешанная форма организации ТПП, при которой бюро выполняют разработку операционных технологических процессов.
В основные этапы технической подготовки производства входят:
−предварительная проработка технической документации;
−разработка межцеховых технологических маршрутов;
−разработка операционных процессов;
−проектирование специальной оснастки и оборудования;
−выполнение технологической планировки;
−расчёт норм расхода материалов и определение потребности в трудовых и материальных ресурсах;
−отработкаисдачатехнологического процессапроизводственным цехам. Перед разработкой технологического процесса документация проходит
предварительную проработку, в которой участвует большинство служб завода. Выполняются технологический контроль чертежей и проработка их на технологичность, определяются объёмы работ, сроки, затраты, экономическая эффективность, возможность обеспечения материальными, трудовыми и финансовыми ресурсами.
Непосредственно техническая подготовка начинается с разработки межцеховых технологических маршрутов (расцеховка), которые устанавливают последовательность прохождения заготовок, деталей, сборочных единиц по
36
производственным подразделениям. В условиях единичного и мелкосерийного производства, при универсальном оборудовании и оснастке, высокой квалификации рабочих разработка маршрутной технологии часто оказывается достаточной для изготовления деталей и сборки изделия.
В серийном и массовом типах производства необходима разработка подробных операционных процессов. Организационная схема проектирования зависит от оригинальности технологических решений. Имеется порядок разработки рабочих технологических процессов на базе типовых решений и процессов с индивидуальными технологическими решениями.
Затем выполняются работы по составлению технологической планировки; по проектированию и изготовлению специальной оснастки, включая установление очерёдности её производства с учётом мощности инструментальных цехов; определение потребности в оборудовании, расчёт норм расхода материалов и потребности работ и т.д. На основе проектных разработок составляют спецификации, приобретают необходимые материалы и комплектующие изделия, нормализованную оснастку и стандартное оборудование, организуют обучение кадров и проводят строительно-монтажные работы, связанные с техническим перевооружением и реконструкцией производства.
Планирование и координацию всех работ, оперативное регулирование хода ТПП ведёт отдел (бюро) планирования подготовки производства. Он контролирует сроки выполнения отдельных стадий и этапов, следит за комплектностью подготовки производства.
Завершается техническая подготовка производства выполнением работ по отладке технологического процесса, оборудования и оснастки. Экспериментальную проверку разработанного процесса проводят как в лаборатории ОГТ, так и непосредственно в производственных цехах.
Окончательную проверку технологический процесс проходит во время выпуска установочной серии изделий. О сдаче-приёмке разработанного процесса подписывается специальный акт, согласно которому цех обязуется соблюдать принятую новую технологию. Техническую подготовку рекомендуется проводить параллельно-последовательно с конструкторской по ком- плексно-совмещённому методу.
Для сокращения сроков выполнения ТПП необходимо максимально возможно обеспечить параллельность работы, оптимизировать загруженность сотрудников и минимизировать риск срыва общих сроков в результате невыполнения отдельных этапов работ тем или иным сотрудником. Чтобы достигнуть поставленных целей, необходимо эффективное планирование, постоянный контроль и оперативность в принятии решений при корректировке плана.
Использование автоматизированных систем управления является в настоящее время необходимым условием эффективной работы промышленных предприятий. Применение их значительно повышает эффективность труда конструктора и технолога, автоматизируя рутинные операции проектирования и оформления документации для конкретно принятого варианта техноло-
37
гического процесса. Более того, наличие единой автоматизированной системы позволяет всем участникам процесса своевременно отслеживать любые изменения в нём и оперативно на них реагировать.
Целью управления ТПП является оптимальное по срокам и ресурсам обеспечение технологической готовности производства к изготовлению изделий в соответствии с требованиями заказчика или рынка данного класса изделий.
Необходимость повышения эффективности ТПП изделий объясняется инновационностью выпускаемой продукции и высокой скоростью её обновления. В первую очередь это характерно для единичного и мелкосерийного типов производств.
К ТПП изделия относятся следующие мероприятия:
−обеспечение технологичности конструкции изделия;
−планирование и управление процессом ТПП изделия;
−разработка маршрутов изготовления изделий;
−проектирование технологических процессов;
−проектирование оснастки и инструмента;
−разработка ЧПУ-программ;
−нормирование изготовления изделия;
−выпуск технологической документации;
−расчёт производственных мощностей.
Необходимость повышения эффективности ТПП объясняется ещё и тем, что проектирование технологической документации в большинстве случаев значительно превосходит трудоёмкость разработки конструкторской документации. Ощутимое повышение эффективности ТПП по сравнению с её существующим уровнем возможно только при выполнении следующих условий:
−наличие единого информационного пространства для специалистов конструкторской и технологической служб предприятия;
−повышение скорости разработки и обоснованности планов ТПП, непрерывный контроль их выполнения;
−содержательная помощь сотрудникам технологической службы предприятия в течение всех этапов разработки технологической документации на основе применения математических методов и идей искусственного интеллекта, использования современных средств вычислительной техники.
Перечисленные условия реализуются в автоматизированной системе технологической подготовки производства (АСТПП). АСТПП представляет собой аппаратно-программную систему, однако её аппаратная и программная части не являются равноценными. Ядром АСТПП любого предприятия является программное обеспечение этой системы. В первую очередь именно оно обеспечивает выполнение данных условий. Отмеченное обстоятельство объясняется тем, что в программном обеспечении «консервируются» знания наиболее опытных специалистов и учёных в области технологии машино-
38
строения. В первую очередь использование таких знаний и обеспечивает требуемое повышение эффективности ТПП.
Ещё одним важнейшим преимуществом АСТПП по сравнению с ручной ТПП является возможность оптимизации технологического маршрута, выбора оборудования и т.д. для обработки конкретной детали.
Укажем основополагающие принципы построения АСТПП.
Принцип системного единства. Элементы АСТПП должны разрабатываться как части единого целого, где функционирование элементов подчинено общей цели. Кроме того, должна обеспечиваться интеграция АСТПП с автоматизированной системой управления производством (АСУП).
Принцип декомпозиции. Разделение АСТПП на составляющие (подсистемы) должно быть выполнено по наиболее слабым организационным и информационным связям. Правильная декомпозиция уменьшает сложность системы и облегчает условия её эксплуатации.
Принцип модульности. Все компоненты АСТПП должны представлять собой логически независимые модули, которые могут использоваться как в автономном, так и в комплексном режиме.
Принцип совместимости. Все компоненты АСТПП должны обеспечивать возможность их совместного функционирования. Это требует их организационной, информационной и программной совместимости.
Принцип открытости. На этапе создания АСТПП невозможно предусмотреть все нюансы и перспективы дальнейшего развития производства. Поэтому АСТПП должна быть открыта для модернизации и включения в неё новых решений.
Принцип стандартизации. В АСТПП должно быть использовано максимальное число унифицированных, типовых и стандартных решений. Это уменьшает затраты на создание АСТПП, повышает надёжность её функционирования.
Принцип эргономичности. Так как АСТПП является человеко-машинной системой, следует предусматривать удобство работы её пользователей (правильное разделение функций, удобство и простоту интерфейсов, учёт психологических факторов и др.).
В своей работе АСТПП осуществляет хранение и обработку информации об изделии на протяжении всего времени его жизненного цикла, а также обеспечивает управление этой информацией. К видам информации, используемой в АСТПП, относятся:
–информация о деталях и сборочных единицах изделия;
–информация о технологических процессах изготовления изделия;
–информацияоб используемыхсредствахтехнологическогооснащения;
–нормативно-справочная информация;
–планово-учётная информация.
Все эти виды информации организованы в виде единой структурированной информационной модели, доступной для работы всем специалистам
39