Вторник, 18.06.2019, 03:34

ALEX-STUDIO
Творческая Мастерская Василия А.Федотова 
- - - Linkedin

Меню

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.