Проекты | Анализ жизненного цикла изделия на промышленном предприятии
Обозначения и сокращения
ЕСКД – единая система конструкторской документации
ЕСТД - единая система технологической документации
УСД - унифицированные системы документации
ЧПУ - числовое программное управление - компьютеризованная система управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку.
Тех. Процесс – технологический процесс. Процесс, описывающий этапы и основные требования к процессу производства изделия.
Цель
Изучить основные процессы, протекающие в конструкторско-технологической службе промышленного предприятия, на предмет интенсификации существующих и/или проведения новых всеобъемлющих работ по внедрению безбумажных (электронных) технологий ведения технической документации.
 |
 |
 |
| Схема бумажных потоков основных процессов (исходный вариант) |
|
Схема электронных потоков основных процессов (целевой вариант) |
Задача
Провести анализ и построить функциональную модель жизненного цикла изделия на этапе конструкторско-технологической подготовки производства на примере отечественного промышленного предприятия в сфере машино и приборостроения.
Точка зрения
Внешний взгляд на процесс разработки, изготовления и эксплуатация изделия – со стороны завода изготовителя изделия. Внутренний взгляд (внутри завода изготовителя) – со стороны конструкторской и технологических служб предприятия.
Границы моделирования
Производится моделирование жизненного цикла изделия в границах завода-изготовителя на этапе конструкторских работ и технологической подготовки производства к выпуску изделия.
Рис.1 Обобщённый жизненный цикл изделия (прямой, без обратной связи)
Анализ источников информации
Государственные стандарты (ГОСТ) в области машино и приборостроения (ЕСКД, ЕСТД), внутризаводская утверждённая технологическая карта производства, непосредственно сотрудники конструкторского и технологического отделов.
Диаграммы технологических процессов (стандарт IDEF0)
Рис. 2. Контекстная диаграмма «Изготовить изделие на заводе изготовителе» (можно увеличить)
Рис. 3. Диаграмма А0 - «Изготовить изделие на заводе изготовителе» (можно увеличить)
Рис. 4. Диаграмма А2 - «Разработать чертежи, спецификации» (можно увеличить)
Рис. 5. Диаграмма А3 - «Разработать тех. процесс» (можно увеличить)
Рис. 6. Диаграмма А32 - «Разработать рабочий тех. процесс на изделие» (можно увеличить)
Функциональные блоки (процессы, функции)
|
Номер блока
|
Наименование
|
Описание
|
|
Диаграмма А0
|
|
1
|
Издать приказ о выпуске изделия
|
Генеральный директор издает приказ и начале работ по выпуску изделия. Приказ включает в себя номер заказа, номер партии и число экземпляров.
|
|
2
|
Разработать чертежи, спецификации
|
На конкретный номер заказа и номер партии разрабатывается полный комплект конструкторской документации (чертежи и спецификации)
|
|
3
|
Разработать тех. процесс
|
На конкретный номер заказа и номер партии по комплекту конструкторской документации (чертежи и спецификации) разрабатывается комплект технологической документации (тех. процесс) состоящий из требований к технологической оснастке, комплектовочных карт, маршрутной карты, программ для ЧПУ.
|
|
4
|
Поставить комплектующие
|
На основе комплектовочной карты отдел снабжения формирует список закупок комплектующих и расходных материалов на предприятие
|
|
5
|
Изготовить изделие
|
На основе требований к технологической оснастке, маршрутной карты и программ для ЧПУ, а также поставленных на склад комплектующих цеха предприятия приступают к операциям по изготовлению изделия строго по шагам, последовательность которых определена в маршрутной карте.
|
|
Диаграмма А2
|
|
1
|
Подготовить задание конструктору
|
Главный конструктор на основе технического задания на изготовления изделия определят круг конструкторов и область работ для каждого из них, согласно их умению и знаниям в определенной области (машиностроение, приборостроение, электроника)
|
|
2
|
Разработать комплект чертежей
|
Конструктор разрабатывает эскиз и рабочий чертеж той части изделия, которая поручена ему согласно заданию. Чертеж представляет собой формализованный документ, изображающий в общем виде и в проекциях разрабатываемую часть изделия
|
|
3
|
Разработать комплект спецификаций
|
На основе рабочего чертежа конструктор разрабатывает спецификацию. Конструкторская спецификация представляет собой формализованный документ, указывающий на количественный и качественный состав разрабатываемой части изделия
|
|
4
|
Проверить документацию
(нормоконтроль)
|
Конструкторская документация (чертежи и спецификации) проходят контроль на соответствие правилам оформления и возможным ошибкам.
|
|
5
|
Утвердить документацию
|
После проверки конструкторская документация утверждается главным конструктором предприятия путем подписания. С этого момента документы считаются юридически значимыми и могут быть переданы для разработки тех. процесса производства.
|
|
6
|
Сдать утверждённую документацию в архив
|
С целью организации сохранности утверждённых эталонных конструкторских документов после подписания они передаются в отдел технической документации (ОТД). Все последующие операции с документами осуществляются с копий снятых с оригиналов.
|
|
Диаграмма А3
|
|
1
|
Подготовить персональное задание технологу
|
На основе копий утверждённых конструкторских документов (чертежи, спецификации) главный технолог предприятия определяет круг инженеров технологов и область работ для каждого из них согласно их умению и знаниям в определенной области (технологическая оснастка, комплектование материалов, составление маршрута изготовления, программирование на ЧПУ)
|
|
2
|
Разработать рабочий тех. процесс на изделие
|
Технолог в зависимости от задания разрабатывает один или несколько видов технологических документов составляющих единый тех. процесс на изделие.
Тех. процесс это формализованный комплект документации, состоящий из требований к технологической остатке, комплектовочных карт, маршрутной карты и программы для ЧПУ.
Технологом может разрабатываться только один вид документации на все части изделия или все виды документации на одну часть изделия.
|
|
3
|
Проверить документацию
(Нормоконтроль)
|
После разработки комплекта технологической документации она проходит контроль на соответствие правилам оформления и возможным ошибкам.
|
|
4
|
Утвердить тех. процесс
|
После проверки технологическая документация утверждается главным технологом предприятия путем подписания. С этого момента документы считаются юридически значимыми и могут быть переданы для исполнения в процессе производства.
|
|
Диаграмма А32
|
|
1
|
Разработать технологическую оснастку
|
В процессе производства частей изделия требуется приспособление или форма, которая будет определять или держать заготовку в процессе обработки до нужной формы, предусмотренной чертежом.
|
|
2
|
Рассчитать потребность материалов
|
Согласно спецификации к чертежам требуется определение суммарного числа и состава материалов (комплектующих), нужных для изготовления всего изделия в целом в расчете на объём партии и возможный брак.
|
|
3
|
Разработать маршрутную карту
|
Изготовление изделия жестко регламентировано последовательностью операции и временем на их исполнение. Требуется указание необходимых операций с расчетом времени, а также последовательность цехов и участков внутри цеха, проводящих операции над изделием. Зависимость может быть как последовательная, так и параллельная.
|
|
4
|
Разработать программу для ЧПУ
|
Для станков с ЧПУ следует разработать программу, по которой будет произведена обработка заготовки изделия. Это может быть токарная, фрезерная, режущая, лазерная, паяная, печатающая и др. виды операции в зависимости от типа станка или изделия
|
Стрелки (объекты)
|
Диагр.
|
Блок
|
Входные объекты
|
Управление
|
Выходные объекты
|
Механизм
|
|
А-0
|
Изготовить изделие на заводе
|
Договор на поставку изделия
|
Государственные и отраслевые стандарты
|
Готовое изделие
|
Генеральный директор
|
|
|
Техническое задание
|
|
|
Конструкторский отдел
|
|
|
|
|
|
Технологический отдел
|
|
|
|
|
|
Отдел снабжения
|
|
|
|
|
|
Цеха
|
|
А0
|
Издать приказ о выпуске изделия
|
Договор на поставку изделия
|
|
Приказ по заводу
|
Генеральный директор
|
|
А0
|
Разработать чертежи, спецификации
|
Техническое задание
|
Приказ по заводу
|
Утв. чертежи, спецификации
|
Конструкторский отдел
|
|
А2
|
Подготовить задание конструктору
|
Техническое задание
|
Приказ по заводу
|
Задание
|
Главный конструктор
|
|
А2
|
Разработать комплект чертежей
|
Задание
|
Замечания к рабочему чертежу и спецификации
|
Рабочий чертеж
|
Чертежник конструктор
|
|
|
Отклоненный рабочий чертеж и спецификация
|
ГОСТ 2.004-88 ЕСКД.
|
|
|
|
А2
|
Разработать комплект спецификаций
|
Рабочий чертеж
|
Замечания к рабочему чертежу и спецификации
|
Рабочий чертеж и спецификация
|
Конструктор
|
|
|
|
ГОСТ 2.004-88 ЕСКД
|
|
|
|
А2
|
Проверить документацию (нормоконтроль)
|
Рабочий чертеж и спецификация
|
ГОСТ2.111-68 ЕСКД
|
Замечания к рабочему чертежу и спецификации
|
Нормоконтроллер
|
|
|
|
|
Проверенный чертеж, спецификация
|
|
|
|
|
|
Отклоненный рабочий чертеж и спецификация
|
|
|
А2
|
Утвердить документацию
|
Проверенный чертеж, спецификация
|
ГОСТ 6.10.4-84 УСД
|
Комплект утв. чертежей, спецификаций
|
Главный конструктор
|
|
А2
|
Сдать утверждённую документацию в архив
|
Комплект утв. чертежей, спецификаций
|
ГОСТ 2.501-88 ЕСКД
|
Утв. чертежи, спецификации
|
Отдел технической документации - ОТД
|
|
А0
|
Разработать тех. процесс
|
Утв. чертежи, спецификации
|
Приказ по заводу
|
Утв. тех. процесс
|
Технологический отдел
|
|
|
Техническое задание
|
|
|
|
|
А3
|
Подготовить персональное задание технологу
|
Утв. чертежи, спецификации
|
Приказ по заводу
|
Задание
|
Главный технолог
|
|
|
Техническое задание
|
|
|
|
|
А3
|
Разработать рабочий тех. процесс на изделие
|
Задание
|
Замечания к рабочему тех. процессу
|
Рабочий тех. процесс
|
Технологи
|
|
|
Отклоненный рабочий тех. процесс
|
ГОСТ 3.1129-93 ЕСТД
|
|
|
|
А32
|
Разработать технологическую оснастку
|
Задание
|
Замечания к рабочему тех. процессу
|
Требования к оснастке
|
|
|
|
Отклоненный рабочий тех. процесс
|
ГОСТ 31.0000.01-90
|
|
|
|
А32
|
Рассчитать потребность материалов
|
Задание
|
Замечания к рабочему тех. процессу
|
Комплектовочные карты
|
|
|
|
Отклоненный рабочий тех. процесс
|
ГОСТ 14.322-83
|
|
|
|
А32
|
Разработать маршрутную карту
|
Задание
|
Замечания к рабочему тех. процессу
|
Маршрутные карты
|
|
|
|
Отклоненный рабочий тех. процесс
|
ГОСТ 3.1118-82 ЕСТД
|
|
|
|
А32
|
Разработать программу для ЧПУ
|
Задание
|
Замечания к рабочему тех. процессу
|
Программа для ЧПУ
|
|
|
А32
|
|
Отклоненный рабочий тех. процесс
|
ГОСТ 20999-83
|
|
|
|
А3
|
Проверить документацию (Нормоконтроль)
|
Рабочий тех. процесс
|
ГОСТ2.111-68 ЕСКД
|
Замечания к рабочему тех. процессу
|
Нормоконтроллер
|
|
|
|
|
Проверенный тех. процесс
|
|
|
|
|
|
Отклоненный рабочий тех. процесс
|
|
|
А3
|
Утвердить тех. процесс
|
Проверенный тех. процесс
|
ГОСТ 6.10.4-84 УСД
|
Утв. тех. процесс
|
Главный технолог
|
|
А0
|
Поставить комплектующие
|
|
Комплектовочные карты
|
Комплектующие
|
Отдел снабжения
|
|
|
|
Приказ по заводу
|
|
|
|
А0
|
Изготовить изделие
|
Комплектующие
|
Утв. тех. процесс
|
Готовое изделие
|
Цеха
|
|
|
|
|
Приказ по заводу
|
|
|
Описание приведенных стандартов
ГОСТ 2.004-88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.
ГОСТ2.111-68 ЕСКД. Нормоконтроль.
ГОСТ 6.10.4-84 УСД. Придание юридической силы документам на машинном носителе и машинограмме, создаваемым средствами вычислительной техники. Основные положения
ГОСТ 2.501-88 ЕСКД. Единая система конструкторской документации. Правила учета и хранения документации.
ГОСТ 3.1129-93 ЕСТД. Единая система технологической документации. Общие правила записи технологической информации в технологических документах на технологические процессы и операции.
ГОСТ 31.0000.01-90. Технологическая оснастка. Основные положения
ГОСТ 14.322-83. Нормирование расхода материала. Настоящий стандарт устанавливает общие правила нормирования расхода материалов; классификацию и методы разработки норм расхода материалов; показатели использования материалов.
ГОСТ 3.1118-82 ЕСТД. Единая система технологической документации. Формы и правила оформления маршрутных карт. Настоящий стандарт устанавливает формы и правила оформления маршрутных карт, применяемых при разработке технологических процессов изготовления или ремонта изделий в основном и вспомогательном производствах.
ГОСТ 20999-83. Устройства числового программного управления для металлообрабатывающего оборудования. Кодирование информации управляющих программ. Настоящий стандарт распространяется на устройства числового программного управления (УЧПУ) для металлообрабатывающего оборудования и устанавливает правила кодирования информации управляющих программ, записываемых на носители данных (перфоленту, магнитную ленту, магнитный диск) или вводимых с дистанционного источника информации, и требования к технической документации на УЧПУ в части информации управляющих программ. Стандарт не распространяется на УЧПУ оборудованием для сварки, наплавки и резки металлов.
Итоги
Анализ функциональной модели жизненного цикла изделия на этапе конструкторско-технологической подготовки производства показали что:
1.Процесс конструкторско-технологической подготовки производства достаточно хорошо формализован и описан (стандарты, технология, правила и т.д.);
2.Приведенная упрощенная схема в целом идентична для широкого спектра машино и приборостроительных предприятий.
Однако одним из существенных недостатков показанной модели является то, что почти все приведенные этапы и операции на отечественных промышленных предприятиях совершаются преимущественно в бумажной или в псевдо электронной форме. Поэтому остро стоит задача - создать полноценный безбумажный механизм ведения конструкторско-технологических работ, от разработки полностью цифровой 3D модели изделий и узлов, формировании всего комплекта конструкторской и технологической документации и заканчивая регламентом ее согласования, утверждения, хранения и выпуском к исполнению.
Для того чтобы внедрить системы автоматизированного проектирования (САПР) в реальное производство в начале необходимо разработать качественную функциональную модель, адекватно оценивающую процессы, приходящие на этапе подготовки изделия к производству. И только потом можно приступать к внедрению конкретных автоматизированных систем управления и проектирования по следующим направлениям:
- управления данными об изделиях (PDM- Product Data Management);
- управления жизненным циклом изделия (PLM - Product Lifecycle Management);
- ведения электронного архива технической документации (TDM – Technical Data Management);
- управления документооборотом предприятия (ECM) и графического представления процесса потока задач (Workflow);
- управления проектами (Project Management);
При этом важно грамотно связать указанные направления цифрового проектирования с системами управления уровня предприятия в целом и/или его отдельными функциональными направлениями (ERP, CRM, MES и т.д.), что самой по себе требует еще более сложной работы по разработки модели интеграции всех систем в единое информационное поле предприятия.
|
