Темой выпускной квалификационной работы является разработка и внедрение
модуля планирования и учета незавершенного производства на предприятии ОАО
«Красмаш». Основной деятельностью предприятия ОАО «Красмаш» является
производство баллистических ракет для подводных лодок, а также производство
базового разгонного блока для ракетоносителей «Зенит» и «Протон», производство
теплообменной аппаратуры и сепараторов, котлового и емкостного оборудования,
нестандартного оборудования, ростовых установок для выращивания кристаллов
поликремния и др.
Незавершенным производством называется частично готовая продукция, не
прошедшая предусмотренный технологией полный цикл производства, необходимый,
чтобы продукцию можно было отправить заказчику, поставить на рынок для продажи,
отгрузить на склад готовой продукции.
Актуальность данной темы заключается в том, что одной из основных
отличительных особенностей современного машиностроительного производства
является организация и управление производством в соответствии с условиями
заказов, для которых характерны: большая номенклатура, малое количество изделий
в заказе, жёсткие требования к календарным срокам выполнения заказов. Для
соблюдения календарных сроков необходимо отслеживание состояния каждой из
деталей, находящихся в производстве.
Для выполнения данных требований, а также многих других необходимо
наличие единого информационного пространства предприятия.
Целью выполнения дипломной работы является создание модуля автоматизированной
системы управления технологической подготовки производства, который позволит
сократить время на устранение разногласий между цехами по срокам предоставления
деталей или сборочных единиц и покупных комплектующих изделий, создаст
возможность отслеживания состояния ДСЕ, находящихся в производстве, а так же
обеспечит оперативное получение информации для принятия управленческих решений.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Исследование предметной области
Технологическая подготовка производства представляет собой систему
мероприятий, обеспечивающих полную готовность предприятия к производству
изделий высокого качества в соответствии с заданными технико-экономическими
показателями, что, как правило, реализуется на технологическом оборудовании,
имеющим высокий технический уровень, обеспечивающим минимальные трудовые и
материальные затраты.
Технологическая подготовка производства (ТПП) включает:
· обеспечение технологичности изделия (включая технологичность
конструкции изделия и технологичность выполнения работ при его изготовлении,
эксплуатации и ремонте);
· разработку и внедрение технологических процессов
(механообработки, сборки, штамповки, литья, термообработки и др.) для
изготовления деталей и узлов изделия;
· проектирование и изготовление необходимого нестандартного
оборудования и средств технологического оснащения (приспособлений, пресс-форм,
штампов, специального режущего и мерительного инструмента);
· управление процессами ТПП.
Целью ТПП является создание проекта технологического процесса, его
технического обеспечения на основе проекта изделия. Информация, полученная на
этом этапе, должна отвечать на вопрос: как нужно изготавливать изделие, чтобы
оптимизировать технико-экономические показатели деятельности предприятия, его
выпускающего. Эта информация создает базис нормативно-технических данных,
необходимых для организации управления предприятием. Поэтому от качества
информации, полученной на данном этапе и отраженной в технологической
документации, в значительной степени зависят эффективность производства и качество
продукции.
Проект технологического процесса разрабатывается как компромисс между
требованиями конструкции изделия и возможностями производства. Поэтому уже на
начальных стадиях разработки проекта необходимо вести отработку его на
технологичность, возможность реализации в конкретных производственных условиях.
Технологическое оборудование и способы его использования на производстве
являются наиболее динамичными компонентами, подверженными быстрым изменениям.
Поэтому решения, принимаемые при проектировании технологического процесса,
должны не только отражать специфику спроектированной конструкции прибора, но и
прогнозировать производственно-технологические условия на производстве.
Автоматизация технологических процессов на базе программно-управляемого
от ЭВМ технологического оборудования ставит перед проектировщиками
технологических процессов новую задачу - разработку соответствующих управляющих
программ для такого оборудования, воплощающих в себе результаты проектирования,
как самого изделия, так и технологической подготовки его производства.
Объем решаемых задач и специфика проектирования технологических процессов
определяют большую трудоемкость и длительные сроки проведения проектных работ
на предприятии. Для повышения эффективности проектных работ - снижения
стоимости и сокращения времени проектирования - необходима автоматизация
технологического проектирования на базе ЭВМ.
АСТПП - совокупность технических средств и методов автоматизированного
проектирования и реализации технологической системы, обеспечивающих возможность
производства летательных аппаратов и других изделий с заданным уровнем качества
и в заданных количествах с наименьшими затратами ресурсов в конкретных условиях
производства с учётом отраслевой системы технологической подготовки производства.
С появлением широкодоступных персональных компьютеров и рабочих станций
стали возможными: обеспечение каждого пользователя индивидуальным
автоматизированным рабочим местом; организация вычислительных сетей; работа в
интерактивном графическом режиме; электронный обмен данными; организация единых
централизованных и распределенных баз данных; решение задач, требующих больших
вычислительных ресурсов. Все эти возможности существенно повлияли на методы
создания АСТПП, но, несмотря на это, многие основополагающие принципы
построения АСТПП не потеряли своего значения. К ним относятся следующие
принципы:
. Принцип системного единства. Элементы АСТПП должны
разрабатываться как части единого целого, где функционирование элементов
подчинено общей цели. Кроме того, должна обеспечиваться интеграция АСТПП с
автоматизированной системой управления производством (АСУП).
. Принцип декомпозиции. Разделение АСТПП на составляющие
(подсистемы) должно быть выполнено по наиболее слабым организационным и
информационным связям. Правильная декомпозиция уменьшает сложность системы и
облегчает условия ее эксплуатации.
. Принцип модульности. Все компоненты АСТПП должны представлять
собой логически независимые модули, которые могут использоваться как в
автономном, так и в комплексном режиме.
. Принцип совместимости. Все компоненты АСТПП должны
обеспечивать возможность их совместного функционирования. Это требует их
организационной, информационной и программной совместимости.
. Принцип открытости. На этапе создания АСТПП невозможно
предусмотреть все нюансы и перспективы дальнейшего развития производства.
Поэтому АСТПП должна быть открыта для модернизации и включения в нее новых
решений.
. Принцип стандартизации. В АСТПП должно быть использовано
максимальное число унифицированных, типовых и стандартных решений. Это
уменьшает затраты на создание АСТПП, повышает надежность ее функционирования.
. Принцип эргономичности. Так как АСТПП является
человеко-машинной системой, следует предусматривать удобство работы ее
пользователей (правильное разделение функций, удобство и простоту интерфейсов,
учет психологических факторов и др.).
. Принцип ориентации на новые достижения. При создании АСТПП
должны использоваться последние научно-технические достижения в области методов
построения АСТПП, в области методов и средств технологической подготовки
производства, а также в области организации производства.
В своей работе АСТПП осуществляет хранение и обработку информации об
изделии на протяжении всего времени его жизненного цикла, а также обеспечивает
управление этой информацией. К видам информации, используемой в АСТПП,
относятся:
· информация о деталях и сборочных единицах изделия;
· информация о технологических процессах изготовления изделия;
· информация об используемых средствах технологического
оснащения;
· нормативно-справочная информация;
· планово-учетная информация.
Все эти виды информации должны быть организованы в виде единой
структурированной информационной модели, доступной для работы всем специалистам
ТПП. Иными словами, должно быть организовано единое информационное пространство
ТПП, которое позволяет:
· принимать и хранить проект изделия в электронном виде;
· эффективно отслеживать текущее состояние ТПП изделия;
· организовывать быстрый авторизованный просмотр всех моделей и
документов;
· обеспечивать оперативный обмен информацией между
пользователями АСТПП;
· обеспечивать информационную согласованность работы всех
подсистем АСТПП;
· поддерживать открытость АСТПП, удобство адаптации к
меняющимся условиям производства;
· обеспечивать информационный обмен с автоматизированной
системой управления производством (АСУП).
Очевидно, что эти требования к единому информационному пространству могут
быть выполнены только в том случае, если процессы конструкторского и
технологического проектирования в ТПП автоматизированы. При этом проектная
информация поступает в информационное пространство автоматически и становится
доступной всем пользователям АСТПП в соответствии с имеющимися у них правами
доступа.
После того как на предприятии принято решение о создании АСТПП,
выполняется этап предпроектного обследования предприятия. По результатам
обследования составляется техническое задание на разработку АСТПП. В нем
оговариваются функции создаваемой АСТПП, ее базовые технические характеристики,
стратегия и график выполнения работ, предполагаемые затраты, перечень систем
автоматизации проектирования и систем управления подготовкой производства,
выбранных для использования в АСТПП.
Процесс создания АСТПП не может быть оторван от других мероприятий по
техническому перевооружению производства. Если предприятие использует
устаревшие технологии и оборудование, трудно ожидать большого эффекта от
процессов компьютеризации. Поэтому руководство предприятия должно быть готово к
затратам на (пусть постепенное) приобретение современного оборудования. К
такому оборудованию относятся:
· станки с числовым программным управлением (ЧПУ);
· контрольно-измерительные машины;
· новые термопластавтоматы;
· установки для быстрого прототипирования изделий (получение
физических образцов по компьютерным моделям).
Значительные затраты потребуются на освоение и внедрение современных
высокоэффективных технологий, которое включает:
· широкую унификацию и типизацию элементов технологического
проектирования;
· оптимизацию применительно к конкретным условиям
производственно-технологических решений;
· рационализацию документации и документооборота;
· совершенствование и повышение уровня стандартизации элементов
и процессов технологической подготовки производства;
· рациональную механизацию и автоматизацию объектов и процессов
при проектировании.
Функционирование задач технологической подготовки производства включает в
себя:
· предварительное технологическое проектирование;
· укрупненное технологическое проектирование;
· рабочее технологическое проектирование.
Исходной информацией для проведения этих работ являются:
· технические условия к техническому заданию;
· характеристики изделий;
· основные направления технологии в целом и по отдельным
операциям (заготовки, обработки, сборки);
· основные направления по проектированию технологического
оснащения;
· степень механизации и автоматизации производственных
процессов;
· чертежи объектов производства;
· состав и краткая характеристика цехов;
· технологические разработки по изготовлению опытных образцов
изделия;
· типовые техпроцессы, нормативы расхода материалов.
На стадии предварительного технологического проектирования решаются такие
задачи:
· разработка перечня деталей, агрегатов, узлов, покупных
изделий и полуфабрикатов, входящих в проектируемый объект;
· разработка графика проектирования и изготовления специальной
оснастки;
· расчет нормы расхода материалов;
· предварительное нормирование изготовления деталей, узлов,
изделий;
· расчет загрузки цехов и необходимых мощностей.
Выходными технологическими документами на этом этапе является
конструкторско-технологическая спецификация - перечень деталей и узлов изделия
с указанием для каждой детали межцехового маршрута, нормы материала, размера
партии запуска, длительности цикла обработки или сборки в каждом цехе.
На стадии укрупненного технологического проектирования решаются следующие
задачи:
· проектирование укрупненных маршрутных технологий;
· проектирование заготовок;
· проектирование карт сборки;
· укрупненное нормирование обработки;
· разработка типовых технологических документов;
· уточнение загрузки оборудования и расхода материалов;
· проектирование конструкций и технологий изготовления
оснастки.
Выходными технологическими документами укрупненного технологического
проектирования являются:
· маршрутная технологическая карта;
· схемы сборки изделий;
· расчет производственных площадей;
· чертежи оснащения и технические карты его изготовления;
· перечень необходимой специальной измерительной аппаратуры.
На стадии рабочего технологического проектирования решаются такие задачи:
· проектирование операционных технологий;
· расчет режимов обработки;
· нормирование;
· расценки;
· применение групповых методов обработки.
Выходными технологическими документами этого этапа являются:
· конструкторские операционные технические карты с эскизами;
· технологические инструкции;
· карты контроля;
· технические условия на приемку операций и средств контроля.
В целом в технологическую подготовку производства входят такие операции:
· технологическая отработка конструкции изделия;
· проектирование и внедрение в производство технологических
процессов изготовления, сборки, технического контроля качества деталей, узлов,
агрегатов и изделий;
· проектирование, изготовление и отладка средств механизации и
автоматизации производства;
· разработка прогрессивных методов, режимов обработки и норм
времени на выполнение спроектированных технологических процессов;
· проектирование и внедрение передовых норм организации
производства, автоматизированных систем управления технологическим процессом.
Следовательно, системы автоматизированного проектирования технологии
должны действовать в условиях большого разнообразия заданий на проектирование
производственных ситуаций. Без автоматизации проектирования технологии в
настоящее время не может эффективно работать ни автоматизированный участок, ни
тем более гибкая производственная система. Автоматизация технологической
подготовки производства является необходимым условием комплексной автоматизации
производства и его эффективного функционирования. Использование ЭВМ в решении
задач проектирования стало возможно в результате применения научных основ
технологии и математического аппарата. Специфика проектирования
автоматизированных комплексов заключается в том, что она объединяет два
направления проектирования: проектирование технологических процессов и
разработку автоматизированных систем управления технологическими процессами.
Это необходимо учитывать при создании методики проектирования и оптимизации
технологического процесса.
В составе АСТПП выделяют три подсистемы в соответствии с тремя внешними
функциями:
. Автоматизированную систему управления технологической
подготовкой производства (АСУТПП);
. Систему автоматизированного технологического проектирования
(САПР-Т);
. Гибкое автоматизированное производство автоматизированных
технологических комплексов (ГАП АТК).
АСУТПП является координирующей подсистемой и решает задачи планирования,
учёта, контроля и регулирования всех подсистем АСТПП. Она согласовывает
функционирование АСТПП в составе предприятия для достижения целей, определённых
ей автоматизированной системой управления производством (АСУП).
|