КОМПАС-АВТОПРОЕКТ: ключ к успешной подготовке производства

Сергей Бакалдин

Опубликовано: "САПР и Графика" №10, 2001

Технологические службы предприятий в современных экономических условиях вынуждены оперативно решать задачи подготовки производства. Сроки разработки документации, несколько лет назад считавшиеся приемлемыми, сегодня не устраивают ни руководителей, ни самих технологов. Не последнюю роль в этом играет возросшая конкуренция между предприятиями. Задержка в исполнении заказов приводит к экономическим потерям и существенно влияет на положение компании на рынке. Низкая конкурентоспособность предприятия не способствует повышению зарплаты инженеров-технологов и престижности их труда. Существенно ускорить подготовку производства, повысить отдачу персонала и привлекательность инженерной деятельности позволяет использование автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Широкий спектр задач, решаемый технологами, предъявляет высокие требования к таким системам. Известные сложности последних лет привели к тому, что на предприятиях остались специалисты с большим опытом и знаниями производства, но без навыков работы на персональных компьютерах, а пополнение технологических кадров выпускниками вузов в реальной практике явно недостаточно. Поэтому система должна обладать простотой освоения, развитыми функциональными возможностями, удобством в работе и гибкостью настройки.

Это лишь часть требований, которые учитывали разработчики при создании технологической САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТ. Система внедрена на сотнях предприятий машиностроительного профиля в России и СНГ, она эксплуатируется в реальных производственных условиях с 1989 года.

САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТсостоит из двух взаимосвязанных подсистем: "Автопроект-Спецификации" и  "Автопроект–Технологии" (рис.1).

Pис.1. Подсистемы КОМПАС-АВТОПРОЕКТ

Подсистема "Автопроект–Спецификации" решает задачи ведения конструкторско-технологических спецификаций изделий, организации хранения разработанных технологий, нормирования расхода материалов, регистрации документов, анализа архивных технологий, автоматической замены информации в архивах и другие задачи обработки технологических данных, связанных с составом изделия.

В подсистеме "Автопроект-Технологии" реализованы функции проектирования технологических процессов механической обработки, штамповки, сборки, термообработки, сварки, покрытий и других видов обработки, систематизации нормативно-справочной информации, проведения технологических расчетов, формирования комплекта технологической документации.

Автопроект-Спецификации

Многие предприятия при разработке технологической документации используют формы документов, отражающие одновременно конструкторские и технологические данные по изделиям. Одним из таких документов является конструкторско-технологическая спецификация (КТС). В КТС представлены данные по наименованию, обозначению, количеству элементов состава изделия (изделие – сборочный узел – деталь и т.д.). Каждому элементу состава изделия соответствует свой маршрут изготовления. Для деталей внесена информация по материалу, массе, виду и размерам заготовки для изготовления, норме расхода материала.

В КОМПАС-АВТОПРОЕКТбаза данных конструкторско-технологических  спецификаций представляет четырехуровневую цепочку данных ("Изделие" — "Узел" — "Деталь" — "Документы"), по которым распределена информация (рис.2). Система обеспечивает наглядное представление структуры изделия, средства навигации и редактирования данных. Для удобства работы записи текущей таблицы могут быть отсортированы по выбранному полю. Предусмотрен удобный механизм поиска в базах данных.

Рис.2. База данных КТС

В дополнение к информации, включенной в применяющуюся на предприятиях "бумажную" форму, база данных КТС на разных уровнях предусматривает поля для ввода даты создания, наименования и фамилии разработчика различных документов, ссылки на файлы этих документов, поля для контроля степени готовности документации, поля ввода конструкторско-технологического кода детали, вида детали и другие. Пользователь имеет возможность структурно модифицировать БД (как и любую базу данных системы), например, ввести дополнительные поля.

Вы обратили внимание, насколько часто технолог вместо того, чтобы непосредственно заниматься разработкой технологической документации, посещает архив? Необходимо получить чертеж детали, ознакомиться с имеющейся документацией на техпроцессы, инструкциями и другими документами, с чертежами специальных средств технологического оснащения. А используя САПР, он получает всю необходимую информацию на рабочем месте!

Каждая запись, относящаяся к элементу состава изделия, на уровне "Документы" может иметь ссылки на документы, созданные в различных приложениях. Например, для детали это могут быть ссылки на модель, чертеж, технологические процессы различных переделов, извещения об изменениях и другие. Для изделия – ссылки на техническое задание, программу испытаний и т.д. Запуск соответствующего приложения производится непосредственно из таблицы (рис.3). Технолог уже на ранней стадии разработки конструкторской документации проводит отработку на технологичность конструкции деталей, узлов и изделия в целом, вносит предложения, работая параллельно с конструктором. Особенно эффективен этот процесс при использовании трехмерного моделирования, поскольку наглядно представлены пространственное расположение элементов детали, структура сборки.

Рис.3. Запуск приложений из базы данных КТС

Традиционная система подготовки производства состоит из конструкторской, технологической подготовки, календарного планирования производственного процесса и т.д. Эти этапы выполняются последовательно, и сроки от начала проектирования до выпуска готового изделия (в зависимости от сложности продукции) могут исчисляться годами.

Реальное сокращение сроков подготовки производства и изготовления изделий обеспечивается как за счет уменьшения длительности выполнения каждого этапа подготовки, так и за счет параллельного их выполнения. Например, приобретение материалов для запуска в производство может осуществляться одновременно с разработкой технологической документации. К моменту окончания разработки техпроцессов заготовки уже поступают в производственные подразделения предприятия. Но сначала нужно определить потребность в них и подготовить сводную ведомость материалов.

Используя встроенный в систему КОМПАС-АВТОПРОЕКТклассификатор материалов, технолог по марке материала выбирает вид заготовки, марку и сортамент (рис.4). По заданным значениям система автоматически выбирает вариант расчета, с учетом размеров рассчитывает вес заготовки, коэффициент использования материала и переносит информацию в КТС. Формирование сводной ведомости материалов и другой технологической документации реализовано в среде Microsoft Excel на основе технологии OLE с использованием генератора отчетов. Технолог выбирает изделие для расчета сводных норм, запускает процедуры расчета и подготовки документа. Затем перечень требуемых материалов в бумажном или электронном виде передается службам снабжения предприятий.

Рис.4. Выбор заготовки

Примененный механизм создания документации позволяет формировать различные выходные формы, применяемые в практике работы предприятий. Для этого пользователь разрабатывает и настраивает в редакторе Excel требуемый бланк и, запустив генератор отчетов, в автоматизированном режиме переносит в него необходимую информацию.

В системе реализовано формирование различных ведомостей и расчетов технологических данных по составу изделия, например, расчет суммарной трудоемкости изготовления изделий и узлов с использованием операционных данных по времени обработки с разработанных техпроцессов (рис.5). Данные по расчету могут быть использованы для определения себестоимости изготовления изделия, загрузки оборудования, даты запуска изделия в производство по известной дате его выпуска.

Рис.5. Загрузка оборудования по изделию

Организованное хранение технологических процессов и поддержка функций документооборота (на основе базы данных КТС) позволяют решать различные задачи из практики работы технологических служб.

Для подбора техпроцесса–аналога на разных предприятиях вводилась система конструкторско-технологического кодирования детали на основе различных классификаторов. Для поддержания данной системы в работоспособном состоянии требуется проводить большой объем работ по ручному кодированию, внесению данных в картотеку. Подобрав техпроцесс-аналог по картотеке, технолог идет в архив и переписывает почти весь техпроцесс, изменяя несколько операций, или вносит изменения в соответствующий групповой техпроцесс вручную. Очевидно, что на непосредственно творческую работу времени у него просто не остается. А по каким критериям подобрать техпроцесс-аналог, если нет ни картотеки, ни классификатора?

КОМПАС-АВТОПРОЕКТне только обеспечивает проектирование техпроцесса по аналогу, но и имеет настраиваемый механизм конструкторско-технологического кодирования деталей для эффективного подбора аналога. Конструкторско-технологический код детали состоит из 6-значного конструкторского (кода геометрической формы) и 14-значного технологического кода. Каждый элемент кода имеет справочную кодировочную таблицу.

Для получения конструкторского кода детали необходимо последовательно выбрать класс, подкласс, группу, подгруппу и вид детали (рис.6).

Рис.6. Ввод конструкторского кода детали

Каждый элемент технологического кода также имеет в базе данных соответствующую справочную кодировочную таблицу с кодами размеров, марки материала, заготовки, степени точности, дополнительной информации (рис.7).

Рис.7. Ввод технологического кода детали

Система обеспечивает настройку на систему кодирования деталей, применяемую на предприятиях с подключением справочных таблиц, разработанных пользователем.

САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТпозволяет не только присвоить разработанный код детали, но и имеет эффективный механизм поиска документов в базе КТС.

Автоматический поиск в базе данных разработанных технологических процессов осуществляется по различным критериям. Критериев может быть несколько. В качестве критерия поиска используется  любое поле таблицы базы данных или их комбинация. Например, поиск может быть произведен по конструкторско-технологическому коду детали, по виду документа, по дате создания, по фамилии разработчика и т.д.

Подобранный техпроцесс технолог может использовать в качестве техпроцесса-аналога. При выборе стартует процедура извлечения из архива, техпроцесс для дальнейшей работы помещается в рабочее поле текущей или дублирующей технологии подсистемы Автопроект-Технологии. Модифицированная технология может быть записана в архиве под прежним или под новым именем (рис.8).

Рис.8. Архиватор технологий

Этим возможности использования техпроцесса-аналога не исчерпываются. В практике предприятий существуют методики предварительной оценки себестоимости с помощью изделий-аналогов по коэффициентам приведения. Выполнение данного расчета по деталям с использованием техпроцессов-аналогов может значительно повысить точность ориентировочного определения цены заказа. На основе конструкторско-технологического кода детали подбираются детали-аналоги. Затем формируется состав изделия-аналога, и проводятся необходимые расчеты. Очевидно, что оценка затрат на производство нового изделия будет более приближенной к реальной стоимости по сравнению с использованием коэффициентов приведения. При этом окончательное определение себестоимости будет произведено после завершения подготовки производства.

Одной из крупных задач технологических служб, наиболее актуальной при подготовке к сертификации предприятий, является приведение в полное соответствие с ГОСТ технологической документации. Например, замена устаревших ГОСТ по технологической оснастке на новые редакции.

Достаточно представить архивы технологических служб предприятий - и не надо никого убеждать в преимуществах САПР. В системе КОМПАС-АВТОПРОЕКТпредусмотрен режим "Замена в архиве". Пользователю достаточно подготовить список требуемых изменений, и система произведет автоматическую замену во всех архивных технологиях с формированием извещения об изменении в форме по ГОСТ или другой форме, по стандарту предприятия (рис.9). Данный механизм системы может быть использован предприятием и для подготовки перечня применяемости различных средств технологического оснащения.

Рис.9. Формирование извещения об изменении

В практике предприятий все чаще требуется срочный перевод документации в электронный вид. Некоторые предприятия закупают сканеры и переводят техпроцессы в электронный вид сканированием бумажных документов. Затратив массу времени и средств, они убеждаются в том, что данный путь не решает проблему полностью. Ведь после сканирования практически всегда бывает необходима и значительная корректировка, и замена бланков устаревших ГОСТов, и проведение различных расчетов технологических данных.

Применив САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, пользователь не только получает полный комплект необходимой документации, но и создает базу накопленных технологических решений, типовых, групповых и единичных техпроцессов, планов обработки конструктивных элементов и поверхностей, библиотеку операций, которые будут использованы в дальнейшей работе.

Технологические процессы, разработанные в КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, помещаются в архив системы в сжатом виде, упакованная технология средней сложности занимает 5 Кб.

В системе существует возможность сохранить в архиве не только технологические процессы, но и информацию об определенной группе изделий, хранящуюся в текущих базах данных КТС. Данная функция позволяет отображать в базе данных КТС только изделия, находящиеся в настоящий момент в производстве, а информацию по остальным изделиям хранить в архиве, из которого пользователь сможет ее извлечь при необходимости.

САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТ– универсальная система по работе с базами данных. Взаимодействие между таблицами построено на динамически формируемых SQL-запросах. Работа с базами данных организована в архитектуре файл-сервер или клиент-сервер. Клиент-серверная архитектура исключает дублирование данных и обеспечивает надежную защиту информации. Вариант поставки определяется при заказе системы. Поддерживаются форматы файлов СУБД Access, Paradox, FoxPro, dBase (для локальных рабочих мест). Данные могут располагаться как на локальной станции, так и на выделенном сервере. Обеспечивается конвертация таблиц формата Paradox и dBase из состава баз данных КОМПАС-АВТОПРОЕКТв формат таблицы Excel или в текстовый файл.

Внедрение САПР технологической подготовки производства на некоторых предприятиях начинается с установки локальных рабочих мест, часто по различным причинам не связанных в сеть. Возможно ли решение рассмотренных выше задач в таких условиях?

Универсальность системы по работе с базами данных позволяет успешно применять ее и в таком режиме. Входящая в комплект поставки утилита создания и редактирования таблиц обеспечивает различную модификацию данных, включая копирование записей одной таблицы в другую таблицу идентичной структуры без дублирования информации. На этапе внедрения выделяется компьютер, который в дальнейшем будет сервером. Разработав на локальном компьютере технологический процесс и зарегистрировав его в базе конструкторско-технологических спецификаций, пользователь переносит созданные и измененные файлы на выделенный компьютер.

Одним из основных преимуществ системы КОМПАС-АВТОПРОЕКТявляется ее открытость, возможность модернизации без участия разработчика. Корректируется состав и структура всех баз данных; обеспечивается подключение новых информационных массивов, созданных пользователем, с организаций иерархической, реляционной и сетевой связи в них; настраиваются формы технологических документов; подключаются новые программные модули. Гибкость программного и информационного обеспечения позволяет быстро адаптировать систему к любым производственным условиям.

Пользователь может настроить и основное меню системы (рис.10). Например, подключить для автоматического формирования разработанного документа генератор отчетов с соответствующими настройками. Для оперативного редактирования бланков выходных форм достаточно внести имя файла в таблицу, формирующую основное меню. Удобно и подключение для оперативного доступа различных документов, например, стандартов предприятия.

Рис.10. Настройка основного меню системы

САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТпостроен по модульному принципу и состоит из ядра системы, базы данных, программных модулей, шаблонов форм и архива техпроцессов (рис.11). Открытая архитектура системы позволяет предприятиям разрабатывать свои программные модули и органично вписывать их в систему. Консультационные услуги и техническая поддержка, оказываемые предприятиям, значительно ускоряют создание, отладку и ввод в эксплуатацию новых модулей. Запуск разработанного пользователем модуля может осуществляется из основного меню.

Рис.11. Модульный принцип построения системы

Система обеспечивает интеграцию с различными системами управления документацией, например, с пакетом КОМПАС-МЕНЕДЖЕР.

В данной статье мы кратко рассмотрели некоторые задачи, решаемые подсистемой "Автопроект-Спецификации" программного комплекса САПР КОМПАС-АВТОПРОЕКТ.

Заложенные в систему решения могут быть использованы в различных типах производств общемашиностроительного профиля. Процедуры обработки технологической информации по составу изделия автоматически формируют сводные ведомости и нормы, рассчитывают загрузку оборудования, что позволяет своевременно запустить изделие в производство. Простой и удобный интерфейс помогает быстро освоить систему, кроме того, при ее внедрении проводится обязательное обучение персонала заказчика. Опыт внедрения системы на промышленных предприятиях показывает, что после обучения технологи, имеющие минимальные навыки работы на компьютере, сразу начинают эффективно работать в системе. Таким образом, дополнительного времени на внедрение не требуется.

Режимы проектирования технологических процессов и практическое применение других функций подсистемы "Автопроект-Технология" будут подробно рассмотрены в следующей статье.

Продолжение...