Коллектив авторов - Совершенствование процесса изготовления сложных изделий с использованием PDM-систем

Совершенствование процесса изготовления сложных изделий с использованием PDM-систем

Введение

Развитие мирового рынка, в котором можно получить практически мгновенный доступ к информации о любом изделии вызывает резкий рост конкуренции между машиностроительными предприятиями. Создание интегрированной системы управления производством, как основы управления всем предприятием – один из инструментов, обеспечивающих эффективность управления.

Инженерно-техническая информация принадлежит к числу наиболее ценных активов предприятия. В последнее время, в связи с переходом от серийного планового производства к мелкосерийному позаказному, значительно возросла номенклатура выпускаемых предприятиями изделий, что привело к многократному росту объема инженерно-технической информации. В условиях конкуренции предприятия вынуждены постоянно совершенствовать выпускаемые изделия, что ведет к появлению большого количества их модификаций и исполнений, производство которых необходимо планировать, решая задачи оптимизации затрат с учетом требований заказчиков. Эффективная работа предприятия невозможна без единого информационного пространства в рамках всего предприятия или нескольких предприятий, ведущих совместную работу над изделиями. В качестве подобного интегрирующего звена должна выступать PDM-система, обеспечивающая решение задач, связанных с управлением данными об изделии на протяжении всего жизненного цикла, от замысла, постановки, требований на изделие, его проектирования и подготовки производства до автоматизации процессов послепродажного технического обслуживания и ремонта; объединяющая результаты деятельности всех подразделений и связывающая все существующие на предприятии автоматизированные системы [38, 89].

Таким образом, совершенствование процесса изготовления сложных изделий с использованием PDM-систем для машиностроительных предприятий обосновывают высокую теоретическую и практическую значимость.

В пособии рассматриваются пути совершенствования процесса изготовления сложных изделий с использованием PDM-систем и их практическая реализации на примере конкретного машиностроительного предприятия – ОАО «ПО «Стрела» с использованием PDM-системы Teamcenter Engineering:

– модель управления конструкторско-технологическими данными при разработке полного электронного описания изделий авиационной техники на ОАО «ПО «Стрела», включающая положение Управления информационными технологиями для формирование единого информационного пространства в рамках предприятия, алгоритм безбумажного выпуска конструкторско-технологических документов машиностроительного предприятия и технологию безбумажного выпуска конструкторско-технологических документов в системе Teamcenter Engineering;

– процесс выпуска конструкторско-технологической документации в Teamcenter Engineering на ОАО «ПО «Стрела», включающий иерархическую модель структуры размещения информации в среде и типовые сценарии работы в среде Teamcenter Engineering инженерно-технических специалистов машиностроительного предприятия.

Цель данного пособия – дать студентам научное представление о новых информационных технологиях в машиностроении и об их практическом применении.

Все главы построены по единому принципу: вначале дается перечень тем, которые будут представлены в главе, затем приводятся теоретические сведения и практические разработки, заканчивает главу перечень контрольных вопросов, который позволит преподавателям осуществлять систематический контроль за усвоением материала.

Материал учебного пособия соответствует образовательным стандартам по направлениям подготовки 230100.62 Информатика и вычислительная техника по профилю «Системы автоматизированного проектирования» при изучении дисциплин «Проектирование автоматизированных производств» (разделы 6, 7), «Разработка систем автоматизированного проектирования» (раздел 4), «Базы данных» (раздел 1) и 220700.68 Автоматизация технологических процессов и производств по магистерской программе «Автоматизация технологических процессов» при изучении дисциплин «Автоматизированные технологические процессы машиностроения» (разделы 2, 3), «Интегрированная логистическая поддержка продукции на этапах жизненного цикла» (раздел 3).

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009-2013 годы», проект № 14.B37.21.0697 «Повышение эффективности производства авиационной техники на ОАО «ПО «Стрела».

1 Теоретические основы применения новых информационных технологий в машиностроении

1.1 Стратегия, концепция и принципы автоматизированных информационных систем, поддерживающих жизненный цикл изделия

1.2 Технология управления данными об изделии в течение его жизненного цикла

1.3 Teamcenter – пакет масштабируемых программных решений для поддержки жизненного цикла изделий

1.1 Стратегия, концепция и принципы автоматизированных информационных систем, поддерживающих жизненный цикл изделия

Глобализация мирового промышленного рынка вносит существенные изменения в традиционный процесс машиностроительного производства наукоемких изделий. Уже никого не нужно убеждать в том, что повышение конкурентоспособности предприятия напрямую связано с управлением одним из стратегических ресурсов – информацией о продукции. Требования к качеству изделий постоянно растут, а жизненный цикл изделия становится короче, номенклатура шире, а объем выпуска – меньше. Вопрос состоит в том, чтобы устранить существующие на предприятиях недостатки в управлении и использовании этой информации и правильно использовать современные решения в данной области. Подходы, применяемые в управлении информацией о продукции, получили сначала наименование CALS-технологии, затем – PLM (Product Lifecycle Management), рисунок 1.1.

CALS – это аббревиатура, которая сменила несколько значений. На настоящий момент придерживаются мнения, что CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) – непрерывная информационная поддержка жизненного цикла изделий [2, 4, 7-9, 13, 17, 19-20, 22, 24, 27-30, 32, 34, 40-46, 49-50, 56, 60, 62, 68, 70, 72, 75].

Рисунок 1.1 – Product Lifecycle Management – управление жизненным циклом продукции

Идея CALS родилась в 80-е годы в оборонном комплексе США. Министерство обороны рассчитывало, используя CALS как стратегию экономического, научно-технического развития, снизить время на разработки сложных систем вооружения; ограничить стоимость поддержки изделий и комплексов в эксплуатации, которая может длиться 40 и более лет, при этом затраты на эксплуатацию могут намного превосходить затраты на закупку изделий и комплексов; более эффективно осуществлять закупки военной техники и решать другие задачи, обеспечивая обмен информационными потоками по всему жизненному циклу сложных наукоемких изделий промышленности. Учитывая, что такие задачи специфичны не только для вооружений, CALS быстро распространилась и на другие отрасли промышленности не только в США, но и во всех развитых странах мира [6].

В Советском Союзе в 80-е годы концепция интегрированной компьютеризации использовалась при создании авиационно-космической системы «Энергия-Буран» (генеральный конструктор – академик АН СССР В.П. Глушко) [3].

Принципы CALS использовались в разрабатываемом по инициативе НПО «Молния» (генеральный конструктор – д-р техн. наук Г.Е. ЛозиноЛозинский, генеральный директор канд. техн. наук А.С. Башилов) совместно с научными центрами ЦАГИ, ЛИИ, ЦИАМ, ВИАМ, НПО «Энергомаш» и другими участниками проекта Многоцелевой авиа-космической системы (МАКС). Воздушным стартом МАКС служит широкофюзеляжный самолет Ан-225 («Мрия»), созданный на базе самолета Ан-124 («Руслан») – генеральный конструктор – академик АН СССР О.К. Антонов. «Мрия» создавалась в рамках проекта «энергия-Буран» [3].

CALS базируется на локальных системах CAD/CAM/CAE (Computer Aided Design – система инженерного проектирования/Computer Aided Manufacturing – система автоматизированного производства/Computer Aided Engineering – система инженерного анализа) и др. при разработке, производстве, эксплуатации сложной наукоемкой техники, которая требует создания, преобразования, передачи между различными участниками жизненного цикла изделий больших объемов технической информации [26]. Уже сейчас стало ясно, что локальная компьютеризация отдельных видов деятельности не оправдывает возлагаемых на нее надежд в связи с тем, что первые реализации информационных технологий представляли собой попытки внедрения качественно новых сред в традиционную технологическую среду. Эти попытки либо полностью отторгались, либо адаптировались к среде таким образом, что эффект от использования их был велик [6].

В мировой практике считается, что CALS-технология – это высокоэффективная технология ХХI столетия в создании наукоемких изделий машиностроения.