Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья

Олег Зыков, IT News

Тема САПР и промышленной автоматизации завлекает все большее внимание IT-прессы, и это не случаем. В 1990-е годы предприятия увлеклись автоматизацией бухгалтерского и денежного учета, корпоративного управления. Вне поля зрения управляющих часто оставался производственный сектор, а ведь конкретно он является основой функционирования предприятия и важным источником прибыли. На Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья современном русском рынке все заметнее становятся принципиальные структурные конфигурации: предприятия перебегают от автоматизации разрозненных участков конструкторско-технологической подготовки производства к созданию одного информационного места как в рамках завода, так и в рамках холдинговых структур. Данная тенденция, хотя и с неким запозданием, начинает соответствовать общемировой практике.

Чем характерен Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья бизнес в производственной сфере? Давайте поглядим на диаграмму временных и вещественных издержек промышленного предприятия. Более 70% издержек приходится на производственные функции, и конкретно в сфере производственной деятельности могут быть укрыты главные резервы, содействующие сокращению сроков выпуска новейшей продукции и увеличению конкурентоспособности предприятия. А что такое создание? Обычно 5-10% времени, которое отводится Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья для самого процесса, занимает конкретно выпуск изделия, а все другое - предварительные работы.

Временные и вещественные издержки промышленного предприятия

Внедрение информационных технологий - один из немногих технологически и экономически прибыльных методов увеличения эффективности подготовки производства. Это понятно издавна и колебаний не вызывает. Главным инвентарем автоматизации конструкторских и технологических подразделений как и раньше Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья остаются системы автоматического проектирования (САПР). В статье пойдет речь о том, какие направления животрепещущи в данной области, чем сейчас живут отделы САПР русских промышленных компаний. Но до того как гласить о современных тенденциях, несколько слов из истории.

С чего начинался САПР

Создание сложного изделия невообразимо без его графического представления - рисунка, схемы Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья, чертежа, но в протяжении веков не было системного подхода к этим иллюстрациям, и в чертежах Леонардо да Винчи разобраться кому-то другому было очень проблематично. Бурное развитие индустрии в XIX-XX веках потребовало от чертежа универсальности - чертеж, выполненный одним инженером, должен осознать хоть какой другой спец, имеющий соответственное образование Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья. В конечном итоге появились эталоны на оформление, а конструктора получили кульман - удачный инструмент для выполнения чертежей.

Но с течением времени ручное черчение не стало устраивать. Чем? Скоростью! Повсевременно увеличивались объемы работ, а главное - росло количество типовых разработок на базе имеющихся изделий, ужесточились требования к срокам выпуска изделия. И Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья здесь как нельзя кстати начала активно развиваться компьютерная ветвь: возникновение доступных и не очень сложных в освоении (по сопоставлению с тем, что было ранее) компов дали старт конструкторским системам CAD (Computer-Aided Design). Поначалу такие системы представляли собой электрические кульманы - все, что до этого делалось карандашом и Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья линейкой, было заменено надлежащими электрическими командами, но менее того. Но даже такая автоматизация приносила плоды: по мере скопления базы электрических чертежей все легче становилось проектировать новые и измененные изделия.

Двумерное проектирование интенсивно развивалось до середины 1990-х годов. Системы обзавелись несметным количеством приложений, библиотек, надстроек, позволивших очень заавтоматизировать и упростить большая Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья часть чертежных задач. Появились и развились в отдельные направления расчетные системы CAE (Computer-Aided Engineering), системы проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением CAM (Computer-Aided Manufacturing) и многие другие спец приложения, основанные на работе с данными, предоставляемыми CAD-системами. Параллельно развивался класс систем технологической подготовки производства Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья САПР ТП (Computer-Aided Process Planning, CAPP), созданных для формирования технологических данных об изделии, ведения централизованного архива этой инфы и автоматического выпуска технологической документации.

Но плоское проектирование все-же противоестественно для человека - ведь мы мыслим в трехмерном пространстве, живем в окружении трехмерных объектов. И развитие вычислительных систем позволило Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья вывести технологии проектирования на новый уровень.

"Лестница" развития систем промышленной автоматизации

Высококачественный скачок

Возникновение трехмерного моделирования оказалось реальным прорывом, сначала легкодоступным только юзерам массивных графических Unix-станций. По-настоящему массовым 3D-моделирование стало поближе к середине 1990-х годов, когда 3D-CAD-системы были переведены на платформу PC. Какие же выгоды предоставило Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья пространственное конструирование?

1-ое преимущество мы уже окрестили: конструкторам не приходится "переводить свои мысли" из пространственного в тонкий вид. Отменно поменялся процесс проектирования: сейчас разработчик сходу лицезреет свою конструкцию таковой, какой она и будет в реальности.

Помогает большая модель и в реализации массы сопутствующих функций. 3D-модель можно использовать для решения Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья расчетных задач (анализ напряжений, перемещений, колебаний, гидродинамики, теплопередачи), подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, также близких к реальности изображений для технической документации и маркетинговых материалов, сотворения физических образцов на установках резвого прототипирования. Ну и естественно, по 3D-модели создаются чертежи - при этом делать это значительно Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья проще, чем вручную, так как вся геометрия на чертеже формируется автоматом, позволяя конструктору не думать о корректности построения видов, разрезов и сечений.

Прямо за CAD-системами фактически все CAM/CAE-пакеты стали трехмерными, позволив в неких случаях отрешиться от чертежа вообщем. Вероятнее всего, на подходе и технологические САПР, работающие впрямую Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья с конструкторской 3D-моделью.

Если суммировать все вышеупомянутое, то не тяжело найти важное преимущество трехмерного моделирования: сейчас ошибки можно отыскать и поправить на ранешней стадии проектирования, до возникновения первых опытнейших образцов. А корректировка проекта на цифровой стадии несравненно дешевле, чем обнаружение недостатков после производства дорогостоящей опытнейшей партии. Еще Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья пятнадцать годов назад аналитическая компания Gartner Group произвела оценку цены исправления одной-единственной ошибки на разных стадиях подготовки производства:

$1 Концептуальное проектирование

$10 Конструкторская проработка изделия

$100 Изготовка макета изделия

$1 000 Проектирование технологической оснастки

$10 000 Изготовка оснастки

$100 000 Выпуск установочной серии

$1 000 000 Серийное создание

Системы 3D-моделирования бурно развивались, позволяя решать все новые задачки, к примеру, такие Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья как создание модулей гибки и штамповки листового материала, прокладка электронных соединений, трубопроводов, поверхностное моделирование сложных наружных форм, проверка собираемости и работоспособности конструкции, и почти все другое. В текущее время нелегко отыскать задачку, которую нельзя решить с помощью современных массивных CAD-систем.

Вобщем, было бы ошибочно гласить, что 3D-системы Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья достигнули верхушки собственного развития и заморочек в этом направлении нет. Они есть. Так, моделирование огромных сборок, состоящих из 10-ов и сотен тыщ деталей, все еще является сложным для многих CAD-систем, эргономичность работы конструктора пока далека от эталона. К тому же чем сильнее система, тем она сложнее в Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья освоении и работе. Короче, резервы для совершенствования есть, и немалые.

А что вышло с плоской графикой? 2D-проектирование не умерло. Во-1-х, многие компании привыкли работать в плоскости и сделали огромное количество библиотек и приложений конкретно для автоматизации 2D-работ. Во-2-х, есть области, которые обычно остаются двухмерными независимо от степени Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья использования 3D - к примеру, разработка электронных схем. В итоге мы имеем широчайший выбор программных товаров, от легких узкофункциональных двумерных решений (есть даже свободно распространяемые САПР-пакеты) до САПР томного класса ценой в 10-ки тыщ баксов за рабочее место, позволяющих выполнить полный цикл разработки сколь угодно сложного изделия.

Итак, автоматизировав Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья при помощи комплекса CAD/CAM/CAE/CAPP все направления подготовки производства, предприятие получает в свои руки цифровую модель изделия - это более высочайший уровень, чем просто внедрение 3D-CAD-системы. Цифровая модель содержит как геометрию изделия, так и все нужные расчетные данные, карты технологических процессов, ведомости, управляющие программки для станков, электрические Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья описания изделия и технические управления. Все отлично? Как досадно бы это не звучало, большой массив цифровой инфы не только лишь приносит пользу, да и доставляет значимые хлопоты создавшему его предприятию.

Новые задачки - новые решения

Обычная автоматизация рабочих мест не стала устраивать предприятия. Почему? Время - вот важный фактор деятельности Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья промышленного предприятия. В критериях нарастающей конкуренции управлению предприятия нужно решать вопросы роста и оперативного конфигурации номенклатуры выпускаемых изделий. Экономический эффект от "лоскутной" автоматизации мал - ведь процесс проектирования остается поочередным, как во времена чертежных досок: конструкторы делают документацию, передают ее технологам, забирают назад на корректировку, возвращают исправленную документацию технологам, те подготавливают Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья технологическую документацию, согласовывают со снабженцами и экономистами и т.д.. В итоге ни полной экономической отдачи, ни вправду важного сокращения срока подготовки производства автоматизация не приносит, хотя полезный эффект и достигается.

Не следует забывать, что разработка и подготовка производства сложной, сверхтехнологичной продукции - групповой процесс, в который Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья вовлечены 10-ки и сотки профессионалов предприятия либо даже группы компаний. В процессе разработки изделия появляется ряд заморочек, влияющих на общий фуррор. Это сначала отсутствие способности созидать главные ресурсы, вовлеченные в процесс разработки, в их фактическом состоянии сейчас времени, это организация совместной работы коллектива профессионалов с привлечением компаний, поставляющих какие-либо Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья составляющие для разрабатываемого изделия. Значительно уменьшить сроки подготовки производства можно только одним методом - за счет параллельного выполнения работ и тесноватого взаимодействия всех участников процесса. Эту задачку можно решить за счет сотворения одного информационного места (ЕИП) предприятия, другими словами, одного места цифровых данных о корпоративной продукции.

И тут на сцену Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья выходит новый класс систем, нацеленных на решение задач организации и координации работ инженерного персонала, - систем управления данными об изделии, PDM (Product Data Management). Конструкторы, технологи и другие спецы не только лишь получают информацию об изделии, да и дополняют ее, формируя состав изделия, который будет животрепещущим для различных служб предприятия. В Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья предстоящем, после производства изделия, информация о нем будет применена сервисными подразделениями для планового обслуживания, заказчиком - для конфигурирования готовой продукции под свои специальные потребности, а инженерным составом - для модернизации и производства нового изделия на базе уже спроектированного.

Еще в 1980-х годах поставщики САПР начали решать делему хранения цифровой документации - так Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья появились 1-ые системы электрического архива. Архивирование и на данный момент остается одной из функций PDM-систем. Но современные PDM решают еще более широкий круг задач, позволяя всеполноценно воплотить последующую ступень развития САПР-технологий, аккумулировать цифровую информацию об изделии и безпрерывно управлять (это ключевое слово) данной информацией в протяжении всего Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья актуального цикла изделия (ЖЦИ). Мы окрестили концепцию PLM (Product Lifecycle Management) - принципным моментом современного шага автоматизации промышленного производства.

А что представляет собой актуальный цикл изделия? Его главные этапы таковы:

Рекламные исследования потребностей рынка.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР).

Подготовка производства изделия на заводе-изготовителе серийной продукции Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья.

Фактически создание и сбыт.

Эксплуатация и сервис изделий.

Утилизация изделий.

Поддержка выпускаемой продукции на каждом шаге актуального цикла изделия - бесспорное требование к современному промышленному предприятию. Понятно, что изделия, требующие огромных издержек в исходный период собственного актуального цикла, обычно наименее выгодны, чем продукция, инвестиции в которую умеренно распределены во времени либо Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья даже смещены на более поздние сроки.

"Денежный профиль" проекта сотворения, освоения и производства нового изделия

Сокращение сроков НИОКР и подготовки производства не только лишь наращивает прибыль компании за счет реализации дополнительной продукции, да и вызволяет средства для разработки новых товаров, повышая общий доход предприятия. Реализация концепции PLM Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья позволяет реально уменьшить непроизводственные стадии ЖЦИ. За счет чего это достигается? Разглядим подробнее функционирование основного ядра хоть какого PLM-комплекса, системы PDM.

PDM-система большим планом

Итак, основное предназначение PDM-системы - улучшение и облегчение доступа к данным об изделии. Таковой итог достигается благодаря интеграции всей инфы об изделии в логически единую модель Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья. Существует много задач, которые решаются при помощи PDM-системы, посреди их можно выделить более всераспространенные:

Создание электрического архива чертежей и иной технической документации.

Создание ЕИП для всех участников актуального цикла изделия.

Автоматизация управления конфигурацией изделия.

Построение системы свойства продукции согласно интернациональным эталонам свойства серии ISO 9000.

PDM Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья-система управляет всеми связанными с изделием информационными процессами (сначала, проектированием изделия и технологией его производства), также всей информацией об изделии - его составом и структурой, геометрическими данными, чертежами, планами проектирования и производства, нормативными документами, программками для станков с ЧПУ, плодами анализа, корреспонденцией, данными о партиях и отдельных экземплярах изделия и многим другим Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья.

PDM-система выступает в качестве средства интеграции огромного количества применяемых на предприятии прикладных автоматических систем (CAD/CAM/CAE/CAPP/ERP/MRP) за счет сбора поступающей из их инфы в логически единую модель на базе стандартных интерфейсов взаимодействия.

Юзерами PDM-системы могут быть все сотрудники всех предприятий-участников актуального цикла Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья изделия: конструкторы, технологи, работники технического архива, также сотрудники, работающие в других предметных областях (сбыт, маркетинг, снабжение, деньги, сервис, эксплуатация и т. п.). Основная задачка PDM-системы - предоставить соответственному сотруднику нужную информацию в необходимое время и в комфортной форме (в согласовании с правами доступа).

Схема функционирования PDM-системы в едином информационном Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья пространстве

Функционал PDM-системы можно верно поделить на несколько групп.

Управление архивом инфы. Все документы в PDM-системе хранятся в специальной подсистеме - электрическом архиве, который обеспечивает целостность данных, организует доступ к ним юзеров в согласовании с назначенными правами и позволяет производить поиск. Очевидно, идет речь об электрических документах Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья.

Управление процессами. PDM-система выступает в качестве рабочей среды юзеров и выслеживает все их деяния, включая версии создаваемых ими данных. Не считая того, PDM-система управляет потоком работ (к примеру, в процессе проектирования изделия) и занимается протоколированием действий юзеров и конфигураций данных.

Управление составом изделия. PDM-система содержит информацию о Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья составе изделия, его исполнениях и конфигурациях. Принципиальная особенность - наличие нескольких представлений состава изделия для разных предметных областей (конструкторский состав, технологический состав, рекламный состав и т. д.), также управление применяемостью компонент изделия.

Систематизация. PDM-система позволяет распределять изделия и документы в согласовании с разными классификаторами. Это может Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья быть применено при автоматизации поиска изделий с подходящими чертами с целью их повторного использования либо для автоматизации присваивания обозначений компонент изделия.

Вспомогательные функции, обеспечивающие взаимодействие PDM-системы с другими программными средствами, с юзерами, также взаимодействие юзеров вместе.

Не касаясь особенностей определенных PDM-систем, отметим несколько моментов, принципиальных для тех компаний, которые Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья уже поняли необходимость реализации концепции PLM. С чего же начать?

Внедрение: готовность к изменениям

Внедрение PDM - долгий процесс, сопровождающийся привлечением значимых ресурсов как со стороны предприятия, так и со стороны поставщика программного обеспечения. Будет нужно заносить конфигурации во все процессы - от работы конструктора до полного пересмотра эталонов Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья предприятия. PDM-система не просто программное обеспечение, которое можно установить и запамятовать. Это новенькая разработка работы предприятия, новый режим функционирования бизнеса.

Так как PDM-система предназначена фактически для всех подразделений, для ее развертывания нужно сделать специальную проектную группу, возглавляемую управляющим проекта. Очень принципиально, чтоб управляющий проекта принадлежал к высокому управлению Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья предприятия или ему были делегированы такие возможности на время внедрения проекта. В группу со стороны предприятия непременно должен войти админ системы - он займется установкой и поддержкой работоспособности PDM-системы. Не считая того, нужны спецы, конкретно понимающие, каким образом происходит движение различной документации и какие конфигурации она при всем этом претерпевает Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья. Такие сотрудники посодействуют при настройке и адаптации системы. В проектную команду нужно включать и нескольких опытнейших юзеров. Со стороны компании-внедренца PDM в проектную команду должны войти управляющий проекта (он же постановщик задач) и группа инженеров по внедрению.

Этапы внедрения PDM-системы

Перед проектной группой ставится целый комплекс задач Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья: установка системы, организация работы и настройка серверов, настройка и заполнение баз данных и их адаптация к требованиям предприятия, организация автоматического обмена заданиями меж сотрудниками и подразделениями. Как видно, объем работ значимый - внедренческий проект PDM-системы по трудозатратности не уступает внедрению системы управления корпоративного уровня.

Подытоживаем

Итак, для современного предприятия Промышленная автоматизация: движение от САПР к PLM - статья, выстраивающего длительную стратегию развития, реализация концепции PLM становится не только лишь симпатичной, да и нужной составляющей бизнеса, так как только через концепцию PLM можно собрать совместно и управлять данными о корпоративной продукции, сделав их важным бизнес-ресурсом.

При подготовке статьи применены материалы компаний Dassault Systems и АСКОН.



promishlennie-tipi-mestorozhdenij-titana-referat.html
promishlennie-veshestva-mutageni.html
promishlennie-zdaniya-referat.html