ТЕМА 3. ШЛЯХИ УДОСКОНАЛЕННЯ ТПВ
3.1. Забезпечення якостi технологічного процесу.
3.2. Принципи побудови АСТПВ.
Питання для самоконтролю.
3.1. Забезпечення якостi технологічного процесу.
Розроблення, приймання та передавання у виробництво нових технологiчних процесiв здiйснюсться вiдповiдно до вимог стандартiв МС ISO серiї 9000. Постiйне прогресування технологiчних процесiв є умовою успiшної конкурентної боротьби пiдприємств за ринки збуту.
Досвiд зарубiжних фiрм з органiзацiї планування виробничих операцiй свiдчить, що на кожному пiдприсмствi необхiдно створювати свою систему якостi.
Керованi умови — це вiдповiдне управлiння матерiалами, виробничим устаткуванням, процесами та процедурами, програмним забезнеченням ЕОМ, персоналом, постачаннями, оснащенням та виробничим середовищем.
Виробничi операцiї мають бути достатньо докладно визначенi в технологiчнiй документацiї, призначення якої - повний i точний опис технологiчних методiв (крiм фрагментiв, що встановлюють «що зробити» i «як зробити»). Велике значения має створення резервiв технологiчної точностi (резервiв якостi) при формуваннi згiдно зi стандартом основних поверхонь деталей та складальних одиниць.
Пiд резервом технологiчної точностi (резервом якостi) розумiється позитивна рiзниця мiж розмiром допуску i полем розсiювання яких-небудь параметрiв деталей (складальних одиниць, виробiв), тобто той запас резерву якостi (резерву на експлуатацiю), з яким похибки вписуються в межi поля допуску. Таким чином, за однакових технiчних вимог (стандартiв) якiсть виробу буде вищою там, де є великi резерви технологiчної точностi.
З метою створення умов керованостi технологiчним процесом у технологiчнiй документацiї чiтко визначаються контрольнi операцiї, вибiрки контролю, план i форма карт контролю, контроль першої та останньої операцiй, операції настроювання технологiчних засобiв i засобiв вимiрювання змiнюваностi оснащення та iн.; розглядаються методи i засоби пiдтримки (у допустимих межах) робочих умов навколишнього середовища (температури, вологостi, запиленостi тощо).
У випадках пiдвищеної залежностi якостi виробу вiд властивостей матерiалiв i комплектуючих виробiв наводяться методи i засоби їх вхiдного контролю. Особлива увага придiляється забезпеченню безпеки виробу (електробезпечностi, шумовим характеристикам, запобiганню вiдмовам та iн.), а також можливості документування результатiв обробки (складання) i контролю.
Основним органiзацiйним i нормативно-технологічним документом для робiтника вiдповiдно до мiжнародних стандартiв ISO серiї 9000 є робоча iнструкцiя (РІ). У нiй викладаються загальнi (що мають постiйний характер) вимоги до виконання технологiчних операцiй на конкретному робочому мiсцi, у тому числi до дiй робiтникiв i технологiчних засобiв та вимоги технiки безпеки.
У разi необхiдностi, як додаток до робочої iнструкцiї, розробляють технологiчнi iнструкцiї. У них наводяться змiннi параметри технологiчного процесу (операцiй) - режим обробки i методи досягнення запасiв технологiчної точностi (резервiв якостi) для конкретного робочого мiсця.
Автоматизація управління процесами ТПВ дозволяє забезпечити ефективне комплексне вирішення всіх завдань підготовки виробництва.
В даний час ресурси вітчизняних приладобудівних підприємств не забезпечують належною мірою випуску продукції, відповідає світовим стандартам і в строки, що визначаються темпами світового науково-технічного розвитку. Сьогодні в приладобудуванні час "життя" виробу може бути зіставно з часом, що витрачається на його проектування та підготовку виробництва. Це іноді призводить до того, що виріб, внаслідок тривалих термінів ТПВ фактично застаріває вже до моменту його запуску в серійне виробництво.
Основні сьогоднішні проблеми ТПВ у вітчизняному приладобудуванні полягають у наступному:
• Проектування в багатьох випадках носить ручний характер, застосовувані засоби автоматизації використовуються для вирішення лише окремих завдань, немає комплексного характеру автоматизації:
• Комунікації між спеціалістами та службами ТПВ здійснюються в основному на паперових носіях, що призводить до загального сповільнення всіх процесів ТПВ:
• Рішення задач забезпечення технологічності конструкції починається на пізніх стадіях проектування виробу, що призводить до численних змін в конструкторської документації:
• Допускається велика кількість помилок при проектуванні, наслідком чого є значні фінансові та тимчасові витрати на проведення необхідних змін;
• Відсутня ефективна спеціалізація і кооперація з іншими підприємствами при вирішенні завдань ТПВ.
В результаті затягуються терміни запуску нових виробів у виробництво, невиправдано збільшуються витрати, якість виробів помітно поступається західним зразкам.
Практично всі провідні підприємства приладобудування бачать вирішення більшості проблем ТПВ у впровадженні комп'ютерних технологій, створенні автоматизованих систем ТПВ (АСТПВ). На багатьох з них суттєво підвищено рівень комплексного вирішення проектних завдань. Інформація про спроектований виріб приймається в електронному вигляді і є вихідними даними для розгортання процесів ТПВ. Комп'ютеризовано вирішення комплексу завдань з проектування і виготовлення оснащення, виконується комп'ютерне моделювання технологічних процесів лиття з пластмас, штампування, обробки на верстатах з ЧПК та ін Деякі підприємства впритул підійшли до вирішення завдання автоматизації управління процесами ТПВ, тобто до побудови АСТПВ підприємства.
Принципи побудови АСТПВ
У нашій країні АСТПВ почали створюватися ще в 60-х роках двадцятого століття. У розробці теоретичних основ побудови АСТПВ і досягненні практичних результатів велика роль належить нашим вченим: С. П. Митрофанову. В. І. Аверченкову. Г. К. Горанской, Н. М. Капустіну. Д. Д. Куликову, В. В. Павлову, Б. С. Падун, В. Д. Цвєткову і багатьом іншим. Однак, та обчислювальна база, на якій будувалися АСТПВ до початку 90-х років, різко відрізнялася від звичних для нас сьогодні персональних комп'ютерів і робочих станцій. Це були великі (за габаритами) електронно-обчислювальні машини, що займали цілі зали, з дуже малою за сьогоднішніми мірками швидкодією і невеликими обсягами оперативної і зовнішньої пам'яті, практично не дають можливості роботи в інтерактивному графічному режимі і т. д.
З появою широко доступних персональних комп'ютерів і робочих станцій стали можливими: забезпечення кожного користувача індивідуальним автоматизованим робочим місцем; організація обчислювальних мереж: робота в інтерактивному графічному режимі: електронний обмін даними; організація єдиних централізованих та розподілених баз даних: рішення задач, що вимагають великих обчислювальних ресурсів. Всі ці можливості суттєво вплинули на методи створення АСТПВ, але, незважаючи на це багато основоположних принципів побудови АСТПВ не втратили свого значення. До них відносяться наступні принципи:
1. Принцип системної єдності. Елементи АСТПВ повинні розроблятися як частини єдиного цілого, де функціонування елементів підпорядковане спільної мети. Крім того, повинна забезпечуватися інтеграція АСТПВ з автоматизованою системою управління виробництвом (АСУВ).
2. Принцип декомпозиції. Поділ АСТПВ на складові (підсистеми) повинно бути виконано за найбільш слабким організаційним та інформаційним зв'язкам. Правильна декомпозиція зменшує складність системи і полегшує умови її експлуатації.
3. Принцип модульності. Всі компоненти АСТПВ повинні представляти собою логічно незалежні модулі, які можуть використовуватися як в автономному, так і в комплексному режимі.
4. Принцип сумісності. Всі компоненти АСТПВ повинні забезпечувати можливість їх спільного функціонування. Це вимагає їх організаційної, інформаційної та програмної сумісності.
5. Принцип відкритості. На етапі створення АСТПВ неможливо передбачити всі нюанси і перспективи подальшого розвитку виробництва. Тому АСТПВ повинна бути відкрита для модернізації і включення в неї нових рішень.
6. Принцип стандартизації. У АСТПВ повинно бути використано максимальне число уніфікованих, типових і стандартних рішень. Це зменшує витрати на створення АСТПВ, підвищує надійність її функціонування.
7. Принцип ергономічності. Так як АСТПВ є людино-машинною системою, слід передбачати зручність роботи її користувачів (правильне розділення функцій, зручність і простоту інтерфейсів, врахування психологічних факторів та ін.)
8. Принцип орієнтації на нові досягнення. При створенні АСТПВ повинні використовуватися останні науково-технічні досягнення в області методів побудови АСТПВ, в області методів і засобів технологічної підготовки виробництва, а також в області організації виробництва.
Слід розрізняти цільові та власні функції АСТПВ (рис. 3.1.). Цільові функції відповідають тим завданням, для вирішення яких створюється АСТПВ, а власні функції - це ті завдання, які повинні вирішуватися в АСТПВ для забезпечення цільових функцій.
У своїй роботі АСТПВ здійснює зберігання і обробку інформації про виріб на протязі всього часу його життєвого циклу, а також забезпечує управління цією інформацією. До видів інформації, яка використовується в АСТПВ, відносяться:
• Інформація про деталі і складальних одиниці виробу;
• Інформація про технологічні процеси виготовлення виробу;
• Інформація про використовувані засоби технологічного оснащення;
• Нормативно-довідкова інформація;
• Планово-облікова інформація.
Всі ці види інформації мають бути організовані у вигляді єдиної структурованої інформаційної моделі, доступної для роботи всім фахівцям ТПВ. Іншими словами, має бути організовано єдиний інформаційний простір ТПВ, який дозволяє:
• приймати і зберігати проект виробу в електронному вигляді:
• ефективно відслідковувати поточний стан ТПВ виробу:
• організовувати швидкий авторизований перегляд всіх моделей і документів;
• забезпечувати оперативний обмін інформацією між користувачами АСТПВ;
• забезпечувати інформаційну узгодженість роботи всіх підсистем АСТПВ;
• підтримувати відкритість АСТПВ, зручність адаптації до мінливих умов виробництва:
• забезпечувати інформаційний обмін з автоматизованою системою управління виробництвом (АСУВ).
Рис. 3.1. Цільові та власні функції АСТПВ
Очевидно, що ці вимоги до єдиного інформаційного простору можуть бути виконані тільки в тому випадку, якщо процеси конструкторського і технологічного проектування в ТПВ автоматизовані. При цьому проектна інформація надходить в інформаційний простір автоматично і стає доступною всім користувачам АСТПВ у відповідності з наявними у них правами доступу.
Як випливає із зазначеного вище принципу стандартизації, при побудові АСТПВ необхідно по можливості прагнути не до розробки власних програмних засобів для автоматизації завдань проектування та управління, а до пошуку вже готових систем, які, з одного боку, відповідають необхідним функціональним вимогам, а з іншого - вже довели свою надійність і якість при їх використанні на інших підприємствах.
Такі готові системи зазвичай є універсальними, тобто забезпечують вирішення досить широкого класу задач. Для підприємства вони носять характер базових, тобто можуть бути прийняті в якості основи, але ряд з них потребує налаштування (адаптації) до умов конкретного виробництва. Налаштування може полягати в заповненні баз даних відомостями про наявне на підприємстві обладнання, описі форм конкретних документів, розробці алгоритмів (програм) проектування конкретних видів інструменту або пристосувань і т. д.
Як правило, базові системи є розробками відомих фірм, що спеціалізуються в даній області. Ці розробки, виконані на високому рівні, задовольняють зазначеним вище принципам модульності, відкритості, ергономічності, орієнтації на нові досягнення.
Після того, як на підприємстві прийнято рішення про створення АСТПВ, виконується етап передпроектного обстеження підприємства. За результатами обстеження складається технічне завдання на розробку АСТПВ. У ньому обумовлюються функції створюваної АСТПВ, її базові технічні характеристики, стратегія і графік виконання робіт, передбачувані витрати, перелік систем автоматизації проектування і систем управління підготовкою виробництва, обраних дтя використання в АСТПВ.
Зазвичай на етапі складання технічного завдання здійснюється вибір базових систем для вирішення завдань автоматизації проектування і управління ТПВ. До базових систем для автоматизації проектування відносяться системи класу CAD / САМ і класу САЕ, а до базових систем для автоматизації управління ТПВ - системи класу РDМ.
Правильний вибір базових систем є досить складним завданням. Тут слід спиратися на досвід інших підприємств, на самостійні опрацювання та на різні аналітичні дані.
Так в світі існують організації, що вважаються незалежними експертами з проблем CAD / САМ, САЕ і РDМ. До них відносяться СIМdata, Daratech та інші. Ці організації займаються аналізом і вивченням тенденцій розвитку САD/САМ-, САЕ- й РDМ-систем. розробкою рекомендацій по їх вибору. У регулярних звітах публікується рейтинг провідних систем і рекомендується область їх найбільш ефективного застосування. При цьому використовуються різні джерела даних і методи збору інформації - опитування користувачів, публікації, прес-релізи фірм-розробників. Застосовуваний метод визначення рейтингу систем заснований на експертних оцінках.
Однак, незважаючи на наявну в розпорядженні аналітичну інформацію, процес вибору конкретних базових систем вимагає, як правило, проведення додаткового комплексу робіт, в якому беруть участь провідні фахівці різного профілю. Це обгрунтовано, оскільки придбання систем тягне за собою зміни і в організаційних структурах і в структурі персоналу і в загальній культурі підприємства.
На великих підприємствах може бути створена спеціальна комісія, куди входять фахівці усіх зацікавлених служб. У завдання комісії входить розробка критеріїв вибору системи, оцінка різних систем і постачальників, розробка планів освоєння і впровадження системи, передбачається період дослідно-промислової експлуатації.
Процес створення АСТПВ не може бути відірваний від інших заходів з технічного-переозброєння виробництва. Якщо підприємство використовує застарілі технології та обладнання, важко очікувати великого ефекту від процесів комп'ютеризації. Тому керівництво підприємства повинне бути готове до витрат на (нехай поступове) придбання сучасного обладнання з ЧПУ, контрольно-вимірювальних машин, нових термопластавтоматів. Установок для швидкого прототипування виробів (одержання фізичних зразків по комп'ютерним моделям), до затрат на освоєння і впровадження сучасних високоефективних технологій
Питання для самоконтролю
1. Що розумiється пiд резервом технологiчної точностi (резервом якостi)?
2. Що є основним органiзацiйним i нормативно-технологічним документом для робiтника вiдповiдно до мiжнародних стандартiв ISO?
3. Які є проблеми ТПВ у вітчизняному приладобудуванні?
4. Назвіть принципи побудови АСТПВ.
5. Які є функції АСТПВ?
6. Які види інформації використовуються в АСТПВ?
7. Що називають «інформаційний простір ТПВ»?