Товажнянский Л.Л., Грабченко А.И. и др. Интегрированные технологии ускоренного прототипирования и изготовления

Подождите немного. Документ загружается.

199

Рисунок 65б – Техническая подготовка производства

200

Быстрое

прототипирование

(Rapid Prototyping)

А 4.1

Быстрое

прототипирование

(Rapid Prototyping)

А 4.1

Изготовление оснастки

(Rapid Tooling)

А 4.2

Изготовление оснастки

(Rapid Tooling)

А 4.2

Ускоренное

производство

(Rapid Manufacturing)

А 4.3

Ускоренное

производство

(Rapid Manufacturing)

А 4.3

RP - модели

RT – оснастка

Готовые

изделия

Материалы

План

производства

CAD/

CAM

модели

Рисунок 65в – Ускоренное интегрированное производство

201

Рисунок 65г – Сбыт, внедрение, сопровождение

202

14.1. Критерии оценки эффективности

функционирования интегрированного

производства

Для оценки эффективного функционирования

интегрированного производства предлагается применять ряд

критериев, которые можно разделить по двум направлениям.

. Критерии оценки эффективности производственных

операций:



Критерии качества: квалитет точности, шероховатость

поверхности (

), физико-механические свойства

детали и др.



Временные критерии.



Стоимостные критерии: затраты на оборудование,

расходы на сырье и материалы, непосредственные

издержки производства, расходы на техническое

обслуживание.



Смешанные критерии. Данная группа критериев

представляет собой комбинации из вышеперечисленных

критериев. Среди таких критериев можно выделить

максимизацию использования оборудования (с учетом

стоимости единицы времени работы оборудования) или

минимизацию его простоя, срок окупаемости

производства.

. Критерии оценки эффективности

непроизводственных (обеспечивающих) операций

интегрированного производства – оценка эффективности

систем материально-технического снабжения, сбыта,

маркетинга и т. д.

Для конкретных конструкторско-технологических задач

некоторые критерии могут переходить из разряда критериев в

разряд ограничений и наоборот (например, критерий

«обеспечить наивысшую степень качества» при ограничении

«при заданных затратах на производство» может стать

ограничением «обеспечить требуемое качество» при

критерии «минимизация затрат на производство»).

203

Следует иметь в виду, что эти критерии должны быть

применимы ко всему технологическому процессу, начиная от

технологической подготовки производства, и заканчивая

серийным (мелкосерийным) производством изделий.

Например, в [19, 23] приводятся следующие факторы оценки:

точность размеров, шероховатость поверхности, тепло- и

влагостойкость, затраты, продолжительность изготовления,

геометрические свойства (простота, комплектность, толщина

стенки), требования к последующей обработке. Однако,

требования к последующей обработке применимы только к

этапу быстрого прототипирования, и их следует

рассматривать не как критерий, а как еще одну операцию в

производственном процессе.

Для описания производственного процесса имеет смысл

критерии представить в виде вектора {TO

, ТО

,..., ТО

}, т. е.

как последовательность технологических операций TO

Критерии качества состоят из следующих компонентов:

квалитета точности, шероховатости поверхности (

физико-механических свойств (прочность, тепло- и

влагостойкость). Так как понятие качества является сложной,

объемной характеристикой, имеет смысл строить данный

критерий как степень несоответствия некоторым эталонным

(или предъявляемым) требованиям. Критерий качества в этом

случае имеет вид

( ) ( )

i n

K TP K TO









, (36)

где K(TO

) - степень удовлетворения требованиям качества

технологической операцией ТО

, а





- вектор весовых

коэффициентов.

Критерий времени направлен на учет фактора

сокращения производственного цикла, обусловленного

применением новых технологий. В общем виде этот критерий

можно представить в виде T(TP) =

i n







Т(ТО

), где Т(ТО

) -

204

временные затраты на выполнение технологической

операции ТО

, а





- вектор весовых коэффициентов.

Критерий стоимости направлен на минимизацию

затрат на производство изделия или партии изделий. В общем

виде этот критерий можно представить в виде C(TP) =

i n







С(ТО

), где С(ТО

) - стоимостные затраты на

выполнение технологической операции ТО

, а





- вектор

весовых коэффициентов.

Следует отметить, что на данные критерии не

накладывается ограничение о конкретном виде функций,

определяющих значение критерия для конкретной

технологической операции, что обеспечивает гибкость

рассмотренных показателей.

14.2. Информационная среда для системы

интегрированного производства

В основе информационной среды системы ИП лежит

стратегия CALS (Continuous Acquisition and Life cycle

Support), которая базируется на трех информационных

технологиях:



технологии анализа и реинжиниринга бизнес-процессов –

набор организационных методов реструктуризации

способа функционирования предприятия с целью

повышения его эффективности;



технологии представления данных об изделии в

электронном виде – набор методов для представления в

электронном виде данных об изделии, относящихся к

отдельным процессам жизненного цикла изделия. Эти

технологии предназначены для автоматизации

отдельных процессов жизненного цикла.



технологии интеграции данных об изделии – набор

методов для интеграции автоматизированных процессов

жизненного цикла и относящихся к ним данных.

Основной идеей стратегии CALS является создание

205

единого информационного пространства, которое охватывает

всех участников жизненного цикла изделия.

В соответствии со стандартом IS0-9000 жизненный цикл

изделия состоит из: 1) маркетинг и изучение рынка;

2) проектирование продукции и техпроцессов; 3) разработка

продукции и техпроцессов; 4) закупки; 5) производство

изделия, б) упаковка и хранение;7) реализация; 8) установка и

ввод в эксплуатацию; 9) техническая помощь и

обслуживание; 10) эксплуатация продукции; 11) утилизация.

Очевидно, что простая автоматизация каждого из этапов

жизненного цикла изделия не позволит осуществить полную

автоматизацию всей деятельности предприятия, т. к.

рассмотренные этапы сформулированы относительно

выпускаемой продукции, а не относительно предприятия,

поэтому не охватываются задачи, напрямую не связанные с

производимой продукцией. Поэтому построение CALS-

системы идет не от жизненного цикла изделия, а как

расширение типичных систем управления ресурсами

предприятия (ERP-систем), по необходимости дополненные

(в соответствии с жизненным циклом изделия) модулями

интеграции с системами автоматизированного

проектирования и документирования (этапы 2-3 и 9),

системами компьютерного анализа и проектирования (CASE-

средства, для увязки воедино всех бизнес-процессов

предприятия и непосредственно на этапах 2-3 для

проектирования конструкции и техпроцессов), системой

электронного документооборота (обеспечивает

информационную интеграцию всех модулей системы),

модули работы с потребителем (которые обычно в полной

мере не реализуются на уровне ERP-систем, но являются

обязательными для CALS-системы, т.к. потребитель является

полноправным участником жизненного цикла изделия).

ERP-система представляет собой систему класса MRP II

(Manufacture Resource Planning), дополненную модулем

финансового планирования (Finance Requirements Planning), и

206

включает в себя следующие модули:



планирование продаж и производства (Sales and Operation

Planning);



управление спросом (Demand Management);



составление плана производства (Master Production

Scheduling);



планирование материальных потребностей (Material

Requirements Planning - MRP);



спецификации продуктов (Bill of Маtеriаls);



управление складом (Inventory Transaction Subsystem);



плановые поставки (Scheduled Receipts Subsystem);



управление на уровне производственного цеха (Shop Flow

Control);



планирование производственных мощностей (Capacity

Requirement Planning - CRP);



контроль входа/выхода (Input/Оutput control);



материально техническое снабжение (Purchasing);



планирование распределения ресурсов (Distribution

Recourse Planning);



планирование и контроль производственных операций

(Tooling Planning and Control);



управление финансами (Financial Planning);



моделирование (Simulation);



оценка результатов деятельности (Performance

Measurement).

Создание единых алгоритмов рассмотренных модулей

позволит создать информационную среду интегрированного

производства.

14.3. Условия формирования производственных

программ для интегрированного производства

Формирование производственных программ для ИП в

общем виде возможно только на оперативном уровне, когда

известен перечень заказов. Это связано с тем, что ИП

направлено на производство широкого перечня продукции

207

небольшими партиями (или даже единичные экземпляры) в

соответствии с поступающими заказами.

Планирование же на среднем и долгосрочном

(стратегическом) периодах возможно только на основе

прогнозной информации о структуре заказов. Заказы при

этом следует классифицировать в соответствии с рядом

рассмотренных критериев, определяющих временные,

материальные затраты на производство, уровень

технологичности изделий.

При оперативном планировании задача состоит из 2-х

подзадач:

1. Определение оптимальной технологии производства для

данного изделия.

2. Составление производственной программы производства

данного изделия по выбранной технологии (составление

расписания и определение дополнительных параметров

технологии производства).

Для решения первой задачи (определение оптимальной

технологии) необходимо наличие следующей информации:

перечень допустимых технологий производства

(соответственно, по уровням производственного процесса –

проектирование, прототипирование, изготовление оснастки,

производство), параметры для оценки критериев

эффективности по каждой из перечисленных технологий

(временные, материальные затраты, трудозатраты, уровень

соответствия качеству и т. д.).

В соответствии со структурой ИП, технологический

процесс должен включать в себя этапы технической

подготовки производства, быстрого прототипирования,

изготовления оснастки, производства. Каждый из этих этапов

может быть выполнен несколькими способами. Все

множество технологических процессов имеет смысл

представить в виде графа (рис. 66), где каждая вершина

соответствует определенной операции. В графе имеется одна

начальная вершина (начало производственного процесса) и

208

Рисунок 66 - Конструкторско-технологический граф производства