Обзор применяемых специализированных интеллектуальных АРМов сотрудниками Технического центра оборудования с ЧПУ
Доброго времени суток, уважаемые коллеги!
Материал сегодняшней статьи основан на практических материалах развития Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ» крупного машиностроительного предприятия.
В сегодняшней статье я хочу остановиться на очень важном вопросе, касающемся повышения эффективности работы служб ТОиР оборудования с ЧПУ за счет разработки и внедрения специализированных автоматизированных рабочих мест (АРМ) сотрудников на примере Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ».
В настоящее время игнорирование изменений, происходящих в службах ТОиР оборудования с ЧПУ крупных машиностроительных предприятий, уже стало невозможным. Под них уже сейчас необходимо срочно адаптироваться, чтобы не отстать в развитии на фоне служб ТОиР оборудования других предприятий, которые в своей работе активно применяют возможности искусственного интеллекта. И первый шаг в этом направлении необходимо сделать с разработки и внедрения интеллектуальных специализированных АРМов служб ТОиР оборудования с ЧПУ.
И так, АРМы сотрудников Технического центра в настоящее время стали специализированными автоматизированными системами, объединяющими в себя набор аппаратных, программных средств и работающих сотрудников, обеспечивающих ввод, передачу, хранение, обработку и предоставление информации.
На нижерасположенном рисунке представлена базовая блок-схема автоматизированного рабочего места сотрудников Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ».
В настоящее время Технический центр в своей работе применяет следующие АРМы:
АРМ «Диагноста технического состояния узлов станков с ЧПУ, оснащенных УЧПУ типа Sinumerik 840 D sl»
АРМ «Диагноста технического состояния узлов станков с ЧПУ, оснащенных УЧПУ типа NC-200, NC-210, NC-220, NC-310, NC-400 производства ООО «Балт-Систем».
Данные АРМы предназначены для удаленного мониторинга технического состояния станков с ЧПУ, определения зарождающихся дефектов в узлах станков, ориентировочных сроках их отказа и оказания помощи при проведения ремонтов сотрудниками Технического центра.
Для создания АРМов конструктора в Техническом центре существовало пять основных причин:
необходимость улучшения визуального представления деталей, узлов и станка в целом;
необходимость в автоматизированном получении рабочих чертежей;
необходимость в быстром, качественном и легком внесении изменений в проекты и чертежи;
необходимость в интеграции с другими приложениями (расчетными, базами данных и т.п.);
сокращение сроков проектирования.
АРМы конструкторов-механиков, предназначенные для проектирования конструкторской документации для проведения капитальных ремонтов с глубокой модернизацией оборудования и разработки чертежей вышедших из строя деталей и узлов станков с ЧПУ.
АРМ инженера-гидравлика, предназначенное для проектирования конструкторской документации на гидравлическую систему и гидравлических схем модернизируемых станков.
АРМы конструкторов-электриков, предназначенных для проектирования конструкторской документации на электрическую разводку и электроавтоматику для капитально отремонтированных с глубокой модернизацией станков с ЧПУ.
АРМы конструкторов-системотехников, предназначенные для проектирования конструкторской документации на подключение УЧПУ, программируемых логических контроллеров, интеллектуальных датчиков и написания программы управления электроавтоматикой капитально отремонтированных с глубокой модернизацией станков с ЧПУ.
Все АРМы конструкторов Технического центра имеют в своем составе следующее аппаратно-программное обеспечение:
компьютер, с минимальными техническими параметрами:
процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой 2 ГГц и выше;
не менее 2 Гб оперативной памяти;
графический адаптер с 512 Мб памяти или больше, поддерживающий Direct3D 9, Direct3D 10 или OpenGL;
не менее 5 Гб свободного места на диске;
устройство чтения DVD;
MS-совместимое устройство указания;
TFT-монитор не менее 19' по диагонали;
разрешение экрана 1280x1024;
подключение к компьютерной информационной сети предприятия;
впечатывающее устройство, плоттер.
Программное обеспечение автоматизированного рабочего места конструктора
операционная система Microsoft (Windows XP, Windows Vista, Windows 7);
пакет офисных программ Microsoft Office XP, предназначенный для ведения электронного документооборота, переписки по электронной почте, в локальную сеть предприятия и Технического центра, выполнения табличных расчетов, ведения простых баз данных, планирования процессов, построения диаграмм и схем, подготовки презентаций;
программа связки двух графических систем CAD 2D и 3D-проектирвоания;
пакет инженерного анализа (ANSYS Design Simulation), который позволит конструктору смоделировать работу разработанного узла и детали и понять их поведение при эксплуатации станка, а также получить ответы на нижеперечисленные вопросы, возникающие при проектировании:
-выдержит ли деталь или узел заданные эксплуатационные нагрузки на узлы станка; -не превысят ли деформации узлов станка при нагружении их допустимых значений; -каким будут значения собственных колебаний узлов станка; -каким будет распределение температур и термических напряжений на узлах станка.
система нормативно-справочной информации (НСИ) предприятия и Технического центра, содержащая набор взаимосвязанных справочников, классификаторов, словарей и нормативных документов, ГОСТов.
Кроме того, применение конструкторами программы связки двух графических систем САД 2Д- и 3Д- проектирования (Autodesk Inventor) с расчетной системой конечного анализа (ANSYS Workbench) позволило нам решить много вопросов, связанных с разработкой проектов капитального ремонта с глубокой модернизацией станков с ЧПУ в направлениях:
проведения расчетов на прочность сконструированных деталей и узлов;
поведения разработанных деталей и узлов станка в целом при сложившихся термодинамических состояниях станков в процессе эксплуатации;
создания системы единых справочников стандартных узлов и деталей станков;
создания единой системы управления данными (PDM) предприятия, в которой работали бы все основные службы предприятия (конструкторы, технологи, службы Технического центра и т.д.).
На нижерасположенном рисунке показана действующая блок-схема программного обеспечения АРМ конструктора.
Где:
Система РДМ - система управления данными;
САД система - система управления делопроизводством;
САЕ система - система инженерного анализа.
Цель использования вышеуказанного программного обеспечения заключается в создании программного инструментария на рабочем месте конструктора. Конструктор заинтересован в максимально полной и эффективной автоматизации своей работы, в доступе к подробной и актуальной информации.
Использование этих программных продуктов дает возможность конструкторам реализовать следующие функции:
обеспечить стандартную системную среду для работы в компьютерной информационной сети Технического центра и предприятия;
использовать базовую систему конечно-элементного анализа;
использовать базовый графический файловый формат, а также ссылочную технологию интеграции интеллектуальных узлов и станков, как элементов трехмерных моделей, созданных различными программными приложениями в едином комплексном проекте капитального ремонта с глубокой модернизацией станков с ЧПУ;
создать основу для коллективной одновременной работы конструкторов и механиков, выполняющих различные разделы проектной документации комплексного проекта в целях сокращения времени проектирования.
АРМ конструктора-разработчика АСУ «Мониторинг с глубокой диагностикой технического состояния узлов оборудования с ЧПУ» (в дальнейшем АСУ «Мониторинг») предназначено для проведения работ по постоянному усовершенствованию аппаратно-программных, диагностических и контрольно-измерительных средств. В своей работе конструкторы тесно сотрудничают с сотрудниками:
аналитического бюро Технического центра, задачей которого является обеспечение математическим моделированием конструкторских и технологических решений, верификация используемых моделей АСУ «Мониторинг»;
бюро диагностики;
технического бюро по ремонту шпинделей;
ремонтными бюро;
бюро АСУ «ТОиР»
АРМ «Разработчика и усовершенствований АСУ «Мониторинг» включает в себя комплекс аппаратно-технических средств, описанных выше и следующих программ: MathCAD, MSC. Visual Nastran 4D, MSC.MARC, Flow3D, Autodesk Inventor, CADMECH, AutoCAD, Search, библиотеку моделей и проектных методик.
На данном АРМе реализована возможность проведения различных видов расчетов, таких как: статические, динамические, тепловые, прочностные, гидромеханические, а также расчеты на вибрацию, шум, температуру формообразующих узлов станков.
АРМ нормоконтролера предназначено для проверки на соответствие ЕСКД, ГОСТ, СТП и другим стандартам без необходимости вывода твердой копии документации (для двумерных чертежей). Программное обеспечение АРМа включает следующие программные пакеты: Inventor, AutoCAD, CADMECH, IMBASE, Search и пакеты собственной разработки. Применение данного АРМа резко ускоряет процесс утверждения конструкторской документации.
АРМы технологов предназначены для разработки технологических процессов изготовления деталей и узлов станков на основе полученной конструкторской документации и выполнения работ по ТОиР.
Структура АРМов конструкторов включает в себя следующие программные пакеты: EdgeCAM, Inventor, AutoCAD, CADMECH, TechCard, IMBASE, Search.
АРМ начальника конструкторского отдела предназначено для формирования политики и проведения общего руководства отделом, осуществления контроля исполнения выданных заданий сотрудниками, обеспечения оперативности в выполнении поставленных задач.
АРМы технических специалистов но ремонту механических электрических, электронных, гидравлических узлов станка предназначены для быстрого реагирования сотрудников на полученные заявки и наряд-заказы на проведение аварийных ремонтов и ТОиР оборудования, а также на более качественное и эффективно их проведение.
АРМы начальников технического бюро ремонта предназначены для организации аварийных и плановых ремонтов сотрудниками бюро ремонтов, подготовки отчетов, получения справочной и технической информации, проведения инструктажа по технике безопасности, корректировки наряд-заказов на выполнение работ.
АРМ инженера по ремонту предназначено для автоматизированного планирования работ по ТОиР оборудования с ЧПУ при применении смешанной стратегии ТОиР и обеспечения ремонтных бюро материалами и запчастями.
АРМ инженера по надежности предназначено для получения информации из базы данных об авариях и отклонениях узлов оборудования для проведения анализа появления корневых причин отклонений и разработке корректирующих и предупреждающих мероприятий по их искоренению.
АРМ начальника бюро ППР предназначено для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, составлению месячных и годовых планов работ по ТОиР оборудования с ЧПУ, контроля их выполнения.
АРМ начальника отдела ТОиР предназначено для формирования политики и проведения общего руководства отделом, планирования аварийных и плановых работ по ТОиР оборудования с ЧПУ, осуществления контроля исполнения выданных заданий сотрудниками и планов ТОиР , обеспечения оперативности в выполнении поставленных задач.
АРМ начальника бюро модернизации предназначено для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по модернизации узлов станков с ЧПУ и их самих согласно разработанной конструкторской документации и контроля их выполнения.
АРМ начальника бюро перспективных разработок предназначено для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по разработке проектов капитального ремонта с глубокой модернизацией станков с ЧПУ с использованием инновационных опций, повышающих многофункциональность, производительность и геометрическую точность оборудована с ЧПУ.
АРМы начальников участков капитального ремонта станков по механике предназначены для управления деятельностью сотрудников участка в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по капитальному ремонту станков с ЧПУ, согласно разработанной конструкторской документации и контроля их выполнения.
АРМ начальника участка капитального ремонта станков по электронике и электрике предназначено для управления деятельностью сотрудников участка в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по проведению электромонтажных работ на капитально, ремонтируемых станках с ЧПУ, сборке электрического шкафа управления согласно разработанной конструкторской документации и контроля их выполнения.
АРМ начальника бюро технического контроля предназначено для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по проведению технического контроля за соблюдением технологических процессов при проведении работ по капитальному ремонту станках с ЧПУ, согласно разработанной конструкторской документации и осуществления приемки выполненных работ.
АРМ кладовщика инструментально-раздаточной кладовой (ИРК) предназначено для учета поступления, хранения и движения всех инструментов и приборов для проведения ТОиР оборудования с ЧПУ, проведения оперативного анализа движения материальных ценностей и остатков на складе, проведения учета, списания вышедших из строя, формирования заявок на получение новых, а также формирование отчетов для АРМ «Руководитель» и АРМ «Бухгалтерия».
АРМ начальника отдела капитального ремонта станков с ЧПУ предназначено для формирования политики и проведения общего руководства отделом, выполнения капитальных ремонтов узлов оборудования и капитальных ремонтов с глубокой модернизацией станков с ЧПУ, осуществления контроля исполнения выданных заданий сотрудниками и графиков проведения ремонтов, обеспечения оперативности в выполнении поставленных задач.
АРМ инженера материально-технического снабжения предназначено для обеспечения подразделений Технического центра материалами и запчастями для проведения работ по ТОиР оборудования, оформления договоров поставки.
АРМ начальника бюро материально-технического снабжения предназначено для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по обеспечению подразделений Технического центра материалами и запчастями для проведения работ по ТОиР оборудования.
АРМ участка «Механической обработки и сварки» предназначен для изготовления деталей и узлов станков, отслеживания и контроля исполнения изготавливаемых деталей, учета табеля рабочего времени, затраченного на изготовление деталей, расчета загрузки персонала с предоставлением отчетов в АРМ «Руководитель».
После изготовления деталей и узлов импортного оборудования по разработанной конструкторской документации они при необходимости проходят в централизованной испытательной лаборатории большой объем следующих видов натурных приемо-сдаточных испытаний:
- на ресурс работы; - климатические испытания; -механические испытания (удар и вибрация).
АРМы инженеров-программистов бюро АСУ ТОиР предназначены для технического сопровождения, цифровизации технической документации и ввода ее в базу данных.
АРМ начальника бюро АСУ ТОиР предназначен для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по усовершенствованию работы АСУ «ТОиР оборудования с ЧПУ» совместно с подразделениями информационного управления предприятия, цифровизации процессов ТОиР оборудования с ЧПУ.
АРМ начальника планово-экономического бюро предназначено для управления деятельностью сотрудников бюро в соответствии с должностными инструкциями, поставленными задачами руководством Технического цента по выдаче рекомендации начальнику Технического центра о повышению эффективности работы подразделений и сотрудников.
АРМ нормировщика предназначено для расчета трудоемкости изготовления узлов и и деталей на участке механической обработки и сварки Технического центра, расчета стоимости необходимого материала на изготовление деталей.
Программное обеспечение АРМа включает в себя следующие программные пакеты: AutoCAD, CADMECH, IMBASE, Search и программное обеспечение собственной разработки.
АРМ начальника Технического центра предназначено для формирования политики и общего руководства Техническим центром, осуществления контроля за исполнением выданных заданий по ТОиР оборудования, обеспечения оперативность планирования работ по ТОиР оборудования и выполнения плановых показателей.
Основной функциональной возможностью АРМа начальника Технического центра «ТОиР оборудования с ЧПУ» является мониторинг эффективности работы оборудования с ЧПУ и оценке качества проведения работ по ТОиР на основе разработанных KPI.
Подсистема определения эффективности работы оборудования с ЧПУ АИС «Диспетчер» позволяет отслеживать параметры его работы, путем проведенного анализа показателей эффективности работы оборудования и сотрудников Технического центра.
Перечень показателей эффективности работы оборудования с ЧПУ и сотрудников технического центра:
готовность оборудования с ЧПУ;
техническая готовность оборудования с ЧПУ;
доля аварийных работ оборудования с ЧПУ;
доля внеплановых простоев оборудования с ЧПУ;
доля плановых простоев оборудования с ЧПУ;
загруженность сотрудников Технического центра;
количество отказов оборудования с ЧПУ;
коэффициент готовности оборудования с ЧПУ;
коэффициент технической готовности оборудования с ЧПУ;
объем спланированных, но не выполненных работ по ТОиР оборудования с ЧПУ;
плановая загруженность сотрудников Технического центра;
процент завершения аварийных ремонтов;
процент отклонения фактических трудозатрат от плановых;
процент отклонения фактических финансовых затрат от плановых;
своевременность выполнения плановых ТОиР оборудования с ЧПУ;
своевременность выполнения внеплановых ТОиР оборудования с ЧПУ;
своевременность выполнения регламентных мероприятий оборудования с ЧПУ;
среднее время работы оборудования с ЧПУ до отказа по механике станка;
среднее время работы оборудования с ЧПУ до отказа по электрике и электронике станка;
среднее время реакции сотрудников Технического центра на отказ оборудования с ЧПУ;
среднее время работы оборудования на отказ;
средняя продолжительность времени проведения аварийных ремонтов;
средняя продолжительность времени обеспечения запчастями и материалами аварийных ремонтов;
средняя продолжительность проведения плановых ТОиР оборудования с ЧПУ;
средняя продолжительность простоев оборудования с ЧПУ по ремонтному бюро;
средняя продолжительность простоев оборудования с ЧПУ по отделу ТОиР оборудования с ЧПУ;
средняя продолжительность простоев оборудования с ЧПУ по конструкторскому отделу;
средняя продолжительность простоев оборудования с ЧПУ по отделу капитального ремонта оборудования с ЧПУ;
средняя трудоемкость ТОиР оборудования с ЧПУ.
АРМы конструкторов «Технического центра ТОиР оборудования с ЧПУ» коренным образом изменили свои подходы к процессу проектирования, перейдя от двумерных САПР к трехмерным, реализующим идею генерации компьютерных моделей.
В итоге комплексное применение полного цикла автоматизации процессов ТОиР оборудования с ЧПУ позволило Техническому центру «ТОиР оборудования с ЧПУ» существенно повысить свою эффективность работы и рабочего процесса предприятия.
Экономический эффект от применения АРМов в ремонтном производстве очевиден из-за:
сокращения необходимости проведения натурных испытаний и экспериментов за счет увеличения точности методики моделирования;
сокращения времени проведения комплексных технологических процессов производства образцов;
снижения стоимости благодаря применению более точных моделей и сокращению экспериментальных доработок.
АРМы Технического центра интегрированы со следующими учетным системами предприятия:
электронный документооборот предприятия;
ЕRP управление предприятием;
Комплексная автоматизация;
управление надежностью (RCM);
1С Зарплата и управление персоналом.
В результате исследования-опроса на тему "Цифровизация в блоке ТОиР крупных промышленных предприятий", проведенного в июне 2024 года компанией Ctrl2GO Solutions, было выявлено, что в ближайшие 2-3 года ожидается появление большего числа отечественных ЕАМ и АРМ решений, новых поставщиков в сегменте предиктивной аналитики, дальнейшего проникновения технологий искусственного интеллекта и машинного обучения в сферу управления процессами ТОиР и надежностью работы оборудования с ЧПУ.
На этом я заканчиваю данную статью.
При написании данной статьи я использовал следующие материалы:
1. Материалы, опубликованные в открытой печати в интернете. 2. Материалы опубликованных собственных статей. 3. Материалы собственных докладов на научно-технических конференциях.