Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория технических систем и методы инженерного творчества в решении задач автоматизации технологических процессов. Учебное пособие
.pdf
Общий порядок работ по технологической подготовке производства нового
продукта:
– разработка классификатора деталей;
– распределение номенклатуры деталей между цехами и участками;
– разработка технологических маршрутов движения деталей;
– разработка технологии получения заготовок;
– разработка технологических карт;
– расчёт планировки рабочих мест и оборудования;
– формирование производственных участков;
– расчёт пооперационных норм времени;
– расчёт норм расхода материалов;
– расчёт календарно-плановых нормативов;
– установление номенклатуры специального и унифицированного оснащения и
оборудования;
– подготовка задания на проектирование оснастки и специального
оборудования;
– проектирование специальной оснастки (инструмента, приспособлений);
– установление очерёдности изготовления оснастки;
– изготовление технологической оснастки;
– отладка и подготовка средств технологического оснащения и использования.
CAM (анг. computer-aided manufacturing) –автоматизированная система, либо
модуль автоматизированной системы, предназначенный для подготовки
управляющих программ для станков с ЧПУ, ориентированная на использование
ЭВМ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной
подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы,
используемые инженерами-технологами.
Для подготовки технологической документации, в том числе и согласно с
требованиями ЕСТД.
Как правило, большинство программно-вычислительных комплексов
совмещают в себе решение задач CAD/CAM, CAE/САМ, CAD/CAE/CAM.
101
В ряде зарубежных источников устанавливается определённая
соподчиненность понятий CAD, CAE, CAM. Термин CAE определяется как наиболее
общее понятие, включающее любое использование компьютерных технологий в
инженерной деятельности, включая CAD и CAM.
Организационная подготовка производства (ОПП)
ОПП – это комплекс процессов и работ, направленных на разработку и
реализацию проекта организации производственного процесса изготовления нового
изделия.
В процессе организационной подготовки производства используются
конструкторская, технологическая документации и данные для проведения
технологической подготовки производства.
Основные этапы ОПП и их содержание:
– планирование и моделирование процессов ОПП;
– изготовление специальной технологической и контрольной оснастки;
– расчёты количества и номенклатуры дополнительного оборудования,
составление заявок и размещение заказов на оборудование;
– расчёты движения деталей и хода будущего производства; расчёты поточных
линий; загрузки рабочих мест; расчёты оперативно-плановых нормативов, циклов,
величин партий, заделов;
– планирование работы вспомогательных цехов и служб, а также
обслуживающих подразделений;
– расчёты и проектирование планировок оборудования и рабочих мест,
формирование производственных участков;
– проектирование и выбор межоперационного транспорта, тары, оргоснастки и
вспомогательного оборудования; составление заявок и размещение заказов;
– изготовление средств транспорта, тары, оргтехоснастки и прочего
вспомогательного оборудования;
– приёмка, комплектация и расстановка основного, вспомогательного
оборудования, средств транспорта и оргтехоснастки на рабочих местах;
102
– обеспечение материалами, заготовками, деталями и узлами, получаемыми по
кооперации;
– подготовка и комплектование кадров;
– организация изготовления опытной и установочной партий; свёртывание
выпуска старой продукции и развёртывание производства новых изделий;
– определение себестоимости и цены изделий;
– подготовка обеспечения товародвижения, распространения новых изделий и
стимулирования сбыта.
CAPP (анг. computer-aided process planning) («автоматизированная система
технологической подготовки производства») – это программные продукты,
помогающие автоматизировать процесс подготовки производства, а именно
планирование (проектирование) технологических процессов.
Задача CAPP заключается в том, чтобы по заданной CAD-модели изделия
составить план его производства, называемый операционной или маршрутной
картой. Данный план содержит указания о последовательности технологических и
сборочных операций, используемых станках и инструментах и т.д. Технологическая
подготовка производства всегда осуществляется по имеющейся базе данных типовых
техпроцессов, применяемых на конкретном предприятии. В зависимости от подхода
к автоматизированной технологической подготовке задачи CAPP могут немного
различаться. Существует два подхода - модифицированный (вариантный) и
генеративный. При модифицированном подходе задача CAPP-системы состоит в
поиске наиболее похожего изделия в существующей базе данных и предъявлению его
операционной карты для модификации. При модифицированном подходе широко
применяется групповая технология, позволяющая проводить классификации деталей
в семейства похожих. Генеративный подход состоит в распознавании у детали
типовых конструктивных элементов и применении к ним типовых техпроцессов
(токарная обработка, сверление и так далее).
Функции CAPP:
– разработка описания техпроцесса изготовления нового изделия;
– формирование технологической документации;
103
– расчёт затрат времени на операции;
– определение трудоемкости изготовления изделия;
– расчёт расхода материалов;
– формирование организационно-технологической схемы потока по
изготовлению изделия;
– выбор рационального такта потока и количества исполнителей.
PDM-система (анг. product data management) («система управления данными об
изделии») –организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей
информацией о технической системе.
В PDM-системах обобщены такие технологии, как:
– управление инженерными данными (engineering data management – EDM);
– управление документами;
– управление информацией об изделии (product information management – PIM);
– управление техническими данными (technical data management– TDM);
– управление технической информацией (technical information management –
TIM);
– управление изображениями и манипулирование информацией, всесторонне
определяющей конкретное изделие.
С помощью PDM-систем осуществляется отслеживание больших массивов
данных и инженерно-технической информации, необходимых на этапах
проектирования, производства или строительства, а также поддержка эксплуатации,
сопровождения и утилизации технических изделий. Такие данные, относящиеся к
одному изделию и организованные PDM-системой, называются цифровым макетом.
PDM-системы интегрируют информацию любых форматов и типов, предоставляя её
пользователям уже в структурированном виде (при этом структуризация привязана к
особенностям современного промышленного производства). PDM-системы работают
не только с текстовыми документами, но и с геометрическими моделями и данными,
необходимыми для функционирования автоматических линий, станков с ЧПУ и
других, причём доступ к таким данным осуществляется непосредственно из PDMсистемы.
104
С помощью PDM-систем можно создавать отчеты о конфигурации
выпускаемых систем, маршрутах прохождения изделий, частях или деталях, а также
составлять списки материалов. Все эти документы при необходимости могут
отображаться на экране монитора производственной или конструкторской системы
из одной и той же базы данных. Одной из целей PDM-систем и является обеспечение
возможности групповой работы над проектом, то есть, просмотра в реальном времени
и совместного использования фрагментов общих информационных ресурсов
предприятия.
5.3 Производственный этап жизненного цикла технической системы
Производственный этап жизненного цикла весьма сложен и требует оператив-
ного управления всеми процессами и ресурсами предприятия. Используются различ-
ные системы и технологии: ERP, SCM, MRP-2, MES, SCADA, CNC.
ERP (анг. enterprise resource planning) («планирование ресурсов предприя-
тия») – организационная стратегия интеграции производства и операций, управления
трудовыми ресурсами, финансового менеджмента и управления активами, ориенти-
рованная на непрерывную балансировку и оптимизацию ресурсов предприятия по-
средством специализированного интегрированного пакета прикладного программ-
ного обеспечения, обеспечивающего общую модель данных и процессов для всех
сфер деятельности. ERP-система — конкретный программный пакет, реализующий
стратегию ERP.
SCM (анг. supplychainmanagement) («управление цепями поставок») – управ-
ленческая концепция и организационная стратегия, заключающаяся в интегрирован-
ном подходе к планированию и управлению всем потоком информации о сырье, ма-
териалах, продуктах, услугах, возникающих и преобразующихся в логистических и
производственных процессах предприятия, нацеленном на измеримый совокупный
экономический эффект (снижение издержек, удовлетворение спроса на конечную
продукцию).
105
Система управления цепями поставок (SCM-система) – прикладное программ-
ное обеспечение, предназначенное для автоматизации и управления всеми этапами
снабжения предприятия и для контроля всего товародвижения: закупку сырья и ма-
териалов, производство, распространение продукции. Существуют самостоятельные
тиражируемые SCM-системы, решения, реализуемые как составная часть ERP-систем, а также уникальные системы, создаваемые для конкретного предприятия.
В составе SCM-систем обычно выделяется два крупных блока:
– планирование цепей поставок (англ. supply chain planning, SCP) – планирова-
ние и формирование календарных графиков, решения для совместной разработки
прогнозов, проектирование сетей поставок, моделирование различных ситуаций, ана-
лиз уровня выполнения операций;
– исполнение цепей поставок (англ. supply chain execution, SCE) – отслеживание и контроль выполнения логистических операций.
MRP-2 (англ. manufacturing resource planning) («планирование производственных ресурсов») – стратегия производственного планирования, обеспечивающая как
операционное, так и финансовое планирование производства, обеспечивающая ши-
рокий охват ресурсов предприятия. В системе MRP-2 производится планирование не
только в материальном, но и в денежном выражении. Реализуется внедрением при-
кладных программных пакетов. Стратегия ERP считается развитием MRP-2.
MRP-2 задаёт принципы детального планирования производства предприятия,
включающая учёт заказов, планирование загрузки производственных мощностей,
планирование потребности во всех ресурсах производства (материалы, сырьё, ком-
плектующие, оборудование, персонал), планирование производственных затрат, мо-
делирование хода производства, его учёт, планирование выпуска готовых изделий,
оперативное корректирование плана и производственных заданий.
MES (от англ. manufacturing execution system) («система управления производственными процессами») – специализированное прикладное программное обеспече-
ние, предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оп-
106
тимизации выпуска продукции в рамках какого-либо производства. MES-системы от-
носятся к классу систем управления уровня цеха, но могут использоваться и для ин-
тегрированного управления производством на предприятии в целом.
SCADA (англ. supervisory control and data acquisition) («диспетчерское управление и сбор данных») – программный пакет, предназначенный для разработки или
обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и ар-
хивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может
являться частью АСУ ТП, системы экологического мониторинга, научного экспери-
мента, автоматизации здания и так далее. SCADA-системы используются во всех от-
раслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологи-
ческими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанав-
ливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода.
Программный код может быть как написан на языке программирования (например на
C++), так и сгенерирован в среде проектирования.
Термин «SCADA» имеет двоякое толкование. Наиболее широко распростра-
нено понимание SCADA как приложения, то есть программного комплекса, обеспе-
чивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для
разработки этого программного обеспечения. Однако, часто под SCADA-системой
подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина
SCADA более характерно для раздела телеметрия.
CNC (англ. Computer numerical control) («Числовое программное управление») – компьютеризованная система управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку. Оборудование с числовым
программным управлением может быть представлено:
– станочным парком, например, станками (станки, оборудованные числовым
программным управлением, называются станками с числовым программным управ-
лением) для обработки металлов (например, фрезерные или токарные), дерева, пласт-
масс;
– приводами асинхронных электродвигателей, использующих векторное управление;
107
– характерной системой управления современными промышленными робо-
Управление ресурсами предприятия (ERP)
Управление ресурсами производства (MRP)
Производственная исполнительная система
(MES)
Сбор данных и диспетчерский контроль (SCADA)
Управление техгологическим оборудованием -
уровень контроллеров (CNC)
тами;
– периферийные устройства, например: 3D-принтер, 3D-сканер.
В общей структуре управления выделяют несколько иерархических уровней,
показанных на рисунке 5.2. Автоматизация управления на различных уровнях реализуется с помощью автоматизированных систем управления (АСУ). Информационная
поддержка этапа производства осуществляется автоматизированными системами
управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления
технологическими процессами (АСУТП).
Рисунок 5.2 – Общая структура управления процессами
К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием ERP,
планирования производства и требований к материалам MRP-2 и системы SCM. В
некоторых случаях системы SCM и MRP-2 входят как подсистемы в ERP, в последнее
время их чаще рассматривают как самостоятельные системы.
108
Промежуточное положение между АСУП и АСУТП занимает производственная исполнительная система MES, предназначенная для решения оперативных задачу
правления проектированием, производством и маркетингом.
В состав АСУТП входит система SCADA, выполняющая диспетчерские функции (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и помогающая разрабатывать программное обеспечение для встроенного оборудования. Для непосредственного программного управления технологическим оборудованием используют системы CNC на базе контроллеров (специализированных
компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое
оборудование с числовым программным управлением. Системы CNC называют также
встроенными компьютерными системами.
IETM (анг. Interactiv electronic technical manuals) («интерактивные электронные
технические руководства») – выполняют функции обучения обслуживающего персонала. С их помощью выполняются диагностические операции, поиск отказавших компонентов, заказ дополнительных запасных деталей и некоторые другие операции на
этапе эксплуатации систем.
CRM (англ. customer relationship management) («система управления взаимоот-
ношениями с клиентами») – прикладное программное обеспечение для организаций,
предназначенное для автоматизации стратегий взаимодействия с заказчиками (кли-
ентами), в частности, для повышения уровня продаж, оптимизации маркетинга и
улучшения обслуживания клиентов путём сохранения информации о клиентах и ис-
тории взаимоотношений с ними, установления и улучшения бизнес-процессов и последующего анализа результатов.
CRM — модель взаимодействия, полагающая, что центром всей философии
бизнеса является клиент, а основными направлениями деятельности являются меры
по поддержке эффективного маркетинга, продаж и обслуживания клиентов. Под-
держка этих бизнес-целей включает сбор, хранение и анализ информации о потреби-
телях, поставщиках, партнёрах, а также о внутренних процессах компании. Функции
для поддержки этих бизнес-целей включают продажи, маркетинг, поддержку потребителей.
109
Таким образом, основная проблема создания современной технической системы – управление процессами жизненного цикла на всех этапах. Задача сводится
к сокращению сроков производства и увеличению срока эксплуатации.
5.4 Вопросы для самоконтроля
1) Что такое жизненный цикл технической системы?
2) Что такое цель маркетинговых исследований?
3) Что выполняется на этапе проектирования?
4) Что выполняется на этапе подготовки производства?
5) Что выполняется на этапе производства?
6) Что выполняется на постпроизводственных этапах?
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]