Логистический подход при формировании системы подготовки производства

      Автоматизированная  система конструирования используется на этапах технического и рабочего проектирования для проведения уточненных расчетов по всему изделию и отдельным его элементам, а также изготовления конструкторской документации.

      Для САПР любого уровня сложности основным структурным элементом является функциональная подсистема. Подсистемы обладают значительной функциональной автономностью и реализуют определенный этап (фрагмент) процесса проектирования. Однако САПР и их подсистемы взаимоувязаны с различными компонентами интегрированных систем управления предприятием или объединением.

      Организационно  САПР различного назначения создаются  в отделах главных конструкторов, главных технологов и т. п. и взаимодействуют  с различными подразделениями и службами предприятия. 
 
 
 
 
 
 

      3.2 Автоматизация технологической  подготовки производства 

      Одним из решающих направлений совершенствования  ТПП является создание и эффективное  использование автоматизированных систем, основанных на широком использовании ЭВМ.

      Автоматизированная  система технологической подготовки производства (АСТПП) является подсистемой АСУП (автоматизированной системы управления предприятием) и состоит из функциональных подсистем более низкого уровня, выделенных в соответствии с задачами, решаемыми в процессе ТПП: системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП), системы автоматизированного проектирования технологического оснащения (САПРТО), системы автоматизированного проектирования производственных подразделений (САПРОП) и системы управления технологической подготовки производства (АСУТПП).

      В системе автоматизированного проектирования формализация процессов выбора и проектирования технологии, оснащения и способов организации производства выполняется инженерами - специалистами в области использования средств вычислительной техники и автоматизации проектирования. В зависимости от уровня автоматизации проектных paбот различают системы с частичной автоматизацией, автоматизированные системы, решающие более комплексные задачи ТПП, автоматические, а также самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы высокого уровня.

      В САПР с частичной автоматизацией решаются отдельные задачи, например, составление операционных карт, расчет норм штучного времени выполнения операций и др. В автоматизированных системах решаются задачи применительно к определенному классу изделий, деталей, технологических процессов, видов оснащения. Например, разрабатывается технология изготовления тел вращения, выбираются средства технологического оснащения, проектируются участки, линии и т. д.

      Автоматизированные  системы являются частью интегрированных производственных систем, осуществляющих комплексную подготовку производства изделий для изготовления их на высокоорганизованных производственных системах типа ГПС. Самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы могут отслеживать изменение условий производства, корректируя методы решения задач. Участие человека в этих системах сводится к минимуму.

      АСТПП - сложная по структуре и функционированию кибернетическая система, находящаяся в постоянном движении, реагирующая на изменение данных, поступающих в процессе проектирования от других подсистем, производственных и других подразделений, вырабатывающая ответные действия, в результате которых либо сохраняется стабильность существующего положения, либо определяется вариант ответного действия.

      Обмен информации между системами происходите  помощью прямых и обратных связей. В процессе передачи по каналам связи информация может принимать различные формы, быть представленной на различных носителях.

      Обеспечение АСТПП необходимой информацией  организуется с использованием информационно-поисковой системы (ИПС), которая в зависимости от уровня автоматизации системы проектирования может быть полумеханизированной, механизированной, использующей сортировочные устройства электромеханического типа, или автоматизированной с использованием ЭВМ различного типа, допускающих работу в диалоговом режиме. Применение разработанных ранее технических решений, найденных с помощью ИПС, позволяет снизить трудоемкость проектирования на 20 - 50% в зависимости от степени новизны разрабатываемых изделий и технологических процессов.

      Автоматизированное  проектирование ТПП представляет собой  развернутый и сложный процесс  переработки информации разнообразного вида, формы и содержания. Основной целью создания АСТПП является ускорение и совершенствование процессов технологического проектирования за счет автоматизации и механизации с помощью вычислительной техники ряда сложных и трудоемких процессов проектирования, поддающихся формальному алгоритмическому описанию.

      Разработка  и внедрение АСТПП, с одной  стороны, требуют наличия развитых стандартизации и унификации конструктивных элементов, типизации и нормализации технологических процессов и оснащения, вычислительной техники и ее математического и программного обеспечения, а с другой - АСТПП стимулирует деятельность научных и проектных организаций в этом направлении и способствует повышению качества технологического проектирования, а также унификации технических решений.

      Эффективность функционирования АСТПП определяется качеством построения и использования  единого банка данных технологического назначения, порядком формирования и  составом документации. Как правило, банк данных АСТПП содержит четыре группы документов:

      • конструкторско-технологические характеристики проектируемых изделий, определяющих специализацию предприятия, параметры деталей, сборочных единиц, изделия в целом;

      • эксплуатационно-технические характеристики оборудования и технологической оснастки, применяемых на предприятии или находящихся в стадиях проектирования;

      • организационно-технологическая документация, включающая технологические маршруты, операционные карты, технологические процессы изготовления деталей, сборки изделий, конструкторские и технологические спецификации, проекты линий, участков, производств;

      • нормативно-справочная документация, регламентирующая содержание, порядок работ в ТПП, требования, предъявленные к ним государственными и отраслевыми стандартами, нормативной документацией предприятия.

      Завершающей стадией в АСТПП является подготовка технологической и проектной документации для освоения выпуска новой техники. В связи с автоматизацией работ меняется и носитель информации. По мере совершенствования АСТПП сокращается доля традиционных форм конструкторской, технологической, организационно-экономической и производственной информации. Возрастает доля информации на машинных носителях, магнитных лентах, дисках и др. В этом случае результаты проектирования технологии представляются в виде операционных карт, результаты синтеза траекторий движения инструментов - в виде расчетно-технологических карт, результаты проектирования средств технологического оснащения - в виде рабочих чертежей и конструкторских спецификаций, полученных на ЭВМ, графопостроителях и чертежно-графических автоматах только для осуществления контрольных функций.

      Экономический эффект при автоматизированном проектировании достигается как за счет снижения трудоемкости самого процесса проектирования, так и за счет использования резервов в технологических процессах, таких как повышение качества изделий, уменьшение расхода инструментов, уменьшение отходов и т. п., а также за счет оптимизации принимаемых решений, таких как оптимизация раскроя материала, оптимизация режимов резания, оптимизация распределения припусков.

      Экономический эффект АСТПП определяется путем сопоставления затрат на создание системы (Кс) и годовых эксплуатационных затрат на работы по ТПП до внедрения АСТПП (S1) и после внедрения (S2). Экономический эффект может быть определен за счет сокращения цикла СОНТ и в сфере производства за счет повышения качества продукции и снижения ее себестоимости.

      Одним из направлений сокращения трудоемкости и продолжительности ТПП является использование технологической унификации и стандартизации. К основным ее направлениям относятся: типизация и нормализация технологических процессов; унификация технологической документации; групповые методы обработки деталей; унификация оборудования и технологической оснастки.

      Под типизацией технологических процессов (ТТП) понимается система их рациональной разработки, основанной на со здании групп конструктивно-технологически подобных деталей или сборочных единиц. Наибольшее распространение ТТП получила при разработке технологических процессов механообработки.

      ТТП обеспечивает: упорядочение существующей технологии; внедрение прогрессивных методов обработки и сборки; использование высокопроизводительной, быстропереналаживаемой оснастки и оборудования; использование принципов поточного производства в организации производственных процессов серийного и мелкосерийного производств; внедрение гибкого автоматизированного производства; значительное снижение трудоемкости разработки технологических процессов, а вместе с тем и сокращение сроков ТТП.

      Работы по ТТП осуществляются в два этапа.

      Первый  этап - классификация деталей в  группы конструктивно-технологического подобия и выбор типового представителя каждой группы. Подбор деталей в такие группы осуществляется по следующим признакам: близкие по конструктивному оформлению при одинаковых требованиях к точности и чистоте обработки поверхностей, одинаковой последовательности операций, однотипном использовании оборудования и оснастки.

      Формирование  таких групп, как правило, осуществляется на основе разработанного конструктивно-технологического классификатора деталей, при котором детали предварительно группируются в классы по признаку служебного назначения, классы делятся на подклассы по конструктивным формам деталей, что обусловливает подобие их технологических маршрутов и идентичность применяемой оснастки. Дальнейшее разделение на группы (по признаку общности материала) обеспечивает унификацию технологического маршрута их обработки. И, наконец, все детали группируются по типам в соответствии с требованиями точности их обработки. Из каждой типовой группы деталей выбирается конкретная деталь, имеющая наибольшее число обрабатываемых поверхностей и наибольшую трудоемкость изготовления. Эта деталь принимается в качестве базовой для разработки технологии.

      Второй  этап - разработка технологического процесса на базовую деталь, который утверждается как типовой для данной группы. Кроме необходимых сведений для изготовления базовой детали ТТП содержит указание о методах обработки всех деталей данной группы в виде полного перечня и последовательности операций и переходов обработки деталей данного типа.

      ТТП сборки осуществляется с помощью типовых технологических схем, определяющих структуру технологического процесса в виде перечня типовых операций и последовательности их выполнения.

      Нормализация  технологических процессов (НТП) дополняет ТТП. В распоряжении технологов имеются технологические нормали на используемые исходные материалы (сплавы, марки, профили и др.), режимы и методы обработки (плавки, заливки, нагрева под ковку, штамповку, термообработку), геометрические элементы конструкций (радиусы закруглений, углы и др.), припуски, допуски, уклоны на штамповке и др.

      Групповые методы обработки деталей аналогично ТТП базируются на классификации деталей по группам по тем же признакам конструктивно-технологического подобия. Однако групповой технологический процесс разрабатывается не на конкретную базовую деталь, а на комплексную деталь, которая включает в себя все элементарные поверхности деталей, входящих в группу. Обработка данной группы деталей осуществляется с помощью групповой оснастки станка, настроенной на изготовление комплексной детали.

      Унификация  технологической документации приводит к сокращению общего количества документов, облегчению труда технологов при подготовке производств и внесении изменений в действующие процессы. К числу основных унифицированных документов, используемых при разработке ТТП, относятся карты типовых представителей, операционные технологические карты, сводные карты ТТП, операционные карты групповой обработки, сводные карты групповых процессов.

      Унификация  оборудования и технологической  оснастки позволяет использовать ее при смене объектов производства, повысить коэффициент загрузки оснастки и ее эффективность, предоставляя возможность вести обработку деталей большими партиями. Стандартизация оснастки существенно уменьшает затраты времени и средств на ее проектирование, сокращает цикл ее изготовления, является предпосылкой специализации производства, что приводит к сокращению затрат на оснащение.

      Наибольшее распространение на предприятиях получили такие системы унифицированной оснастки, как сборно-разборные, универсально-сборные, универсально-наладочные приспособления, универсальная безнападочная, неразборная специальная, специализированная наладочная.