MPLM IG™ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ │ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА │ ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

12.01.2017

PDM: Детализация производства на примере контейнеров HOOK LOADER (мультилифт)

В качестве пролога к этой публикации, рекомендуется ознакомится со статьёй «Виртуализация металлообрабатывающего производства с взаимно-однозначным восстановлением в физическом пространстве».

Виртуальная модель производства дуалистична и строится на основании отношения операция-объект, выражается как Obₑ=Op(Ob). Что означает – объект Obₑ, должен быть получен выполнением операции Op над объектом Ob. Символы Op и Ob, могут выражать как единичные операции и объекты, так и группы операций и объектов.
Obₑ – от анг. Object end (end-product) – рус.: конечный продукт (объект производства), готовое изделие.
Op  – от анг. Operation – рус.: операция, работа, эксплуатация, управление, действие, процесс.
Ob – от анг. Object – рус.: объект, предмет, вещь. В металлообработке это сортамент, металл, полуфабрикат детали и т.п.
Понятие «детализация производства» относится к Obₑⁿ/ Obⁿ. Детализация производства – это деление Obₑⁿ на Obₑ, Obₑ на Obⁿ, Obⁿ на Ob, Ob на hs (half-stuff (полуфабрикат)). Детализация включает 3D-описание размеров и свойств Ob (геометрические характеристики, марка стали, параметры слоя ЛКМ и другие свойства, определяющие качество изделия), а также количество и отношение (вхождение детали в узел, узла в марку (сборку) и т.д.).
В этой статье рассматривается методология детализации производства на примере типовых металлических конструкций с большим количеством переменных (изменяемых параметров). В качестве примера я взял контейнера транспортных систем "hook loader" (мультилифт), далее по тексту будет обозначатся буквой HL. 
Контейнер на раме DIN 30722 с открывающейся металлической крышей
Контейнер на раме DIN 30722 с открывающейся металлической крышей


Контейнера HL выпускаются по стандартам:
DIN 30722 – Немецкий стандарт. Контейнера по DIN 30722 эксплуатируются преимущественно в странах: Германия, Нидерланды, Эстония, Россия, Латвия, Украина
SS 3021 – Шведский стандарт, Контейнера по SS 3021 эксплуатируются во всех странах ЕС (кроме Дании), в России HL SS 3021 встречается редко, в основном на б/у грузовиках, привезённых из ЕС.
Также встречаются модификации: FIN финская рама на основе DIN, FIN (Sita), рама с низким крюком (высота 900 мм) и другие основополагающие характеристики рам контейнеров.
У каждого стандартного контейнера десятки типоразмеров, сотни модификаций, а у каждой модификации сотни изменяемых параметров.
Усиленный самосвальный контейнер из HARDOX 400 на раме DIN 30722
Усиленный самосвальный контейнер из HARDOX 400 на раме DIN 30722
Помимо контейнеров, на рамах по DIN 30722, SS 3021 – выпускаются платформы для перевозки техники, бытовки и многое другое, вплоть до мобильных мини-заводов.
Условия рынка требуют от металлообрабатывающих заводов товарной диверсификации, гибкости по отношению к потребностям клиентов. Широкая номенклатура изделий создаёт большой объём информации. И если вовремя не взять информационную среду предприятия под контроль, то предприятие погрузится в информационный хаос и как следствие, параллельно росту объёмов производства, снизится производительность и уровень прибыли.
Решение проблемы информационного хаоса – виртуализация производство + автоматизация системы управления предприятием (АСУП).
Проектирование – это неотъемлемая часть производства, процесс создания виртуального (информационного) прототипа изделия, это процесс продумывания формы и свойств физического объекта с одновременным созданием структурированного набора информационных данных в САПР. При проектирование изделий в САПР, создаётся базовый, но не полный набор данных об изделии. Проектирование изделий должно происходить по заранее разработанным правилам, которые позволят передать структурированную информацию, созданную в САПР, в АСУП (PDM).
PDM, это интегрируемая с ERP (АСУП = ERP + PDM) система управления восстановлением Obₑ в физическом пространстве (PDM ↔ Obₑ =Ob ⁿ). PDM – это система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии в виртуальной среде прикладного программного обеспечения.
PDM – это организационно-техническая система, метод автоматизированного управления информацией об изделии. Не подменяйте понятия! Одна лишь покупка "коробки" с надписью PDM, не решит проблемы завода, так как это всего лишь – программное обеспечение для автоматизации PDM. Если у вас нет порядка, структурированных информационных потоков, а есть информационный хаос – попытки его автоматизации приведут к том уже информационному хаосу, только автоматизированному.

Для наглядного примера, предлагаю ознакомится с конструкторской документацией и данными PDM контейнера HL с рамой DIN 30722, здесь вы можете скачать структурированный проект в формате PDF в составе которого: 3D модель контейнера, чертежи в формате DWG и PDF, таблица MS Excel с PDM данными. Этот проект можно использовать только в учебных целях, там допущены конструкционные неточности. Для работы с 3D моделью и вложенными файлами, вам потребуется бесплатная программа Adobe Acrobat Reader DC.

С коммерческим запросом на проектирование любых конструкций на базе рам HL – DIN 30722, SS 3021 и их модификаций, а также проектирования и организации производства, вы можете обратится по электронной почте info@plm.pw

Ответы на вопросы, где в PDF таблица MS Excel и чертежи DWG, а также как работать с 3D моделью в PDF, можно найти в публикации «Вся рабочая документация в PDF 3D»

Главная задача PDM-системы, обеспечить управление восстановлением виртуальной информационной модели изделия в физическом производстве (PDM ↔ Obₑ = Obⁿ). PDM управляет информацией об изделии. Структура PDM отличается на разных предприятиях, подстраиваясь под потребности производства. PDM-система должна обеспечивать всех участников производства необходимой информацией об изделиях.

Нумерация и структурирование


Важным элементом детализации производства является структурирование, которое не может быть эффективным без назначения изделиям, узлам, деталям – идентификационных номеров.
Система идентификационных номеров – это основа структурирования.
Систем нумерации встречается большое количество вариантов, иногда даже в рамках одного завода. Люди придумывают системы нумерации напоминающие ребусы непонятные человеку непосвящённому. Эти системы не интегрируются между собой, так как имеют различные логические структуры. Всё это создаёт проблемы для управления данными изделия в частности и управлении производства в целом.
Не надо придумывать ребусы! Есть простой естественный счёт: 1; 2; 3; 4; 5 и т.д. Почему порядковый номер не может быть идентификатором? Зачем каждый проект начинать с 1 и придумывать дополнительные идентифицирующие атрибуты? Чтобы жизнь лёгкой не казалась?
Самая простая и логичная – система сквозной нумерации. Которая позволяет создавать информацию один раз и использовать её повторно в других проектах (изделиях).

Всем деталям, входящим в состав изделия присваивается уникальный сквозной номер, который используется во всех изделиях независимо от типа, модификации и т.д.. В случае применения той же детали в новых изделиях, применяется тот же идентификационный номер детали, что и в предыдущих изделиях.
Нумерация деталей каждого нового изделия начинается не с единицы, а со следующего порядкового номера после номера последней детали предыдущего изделия. Последний сквозной номер детали на предприятии всегда равен сумме всех деталей, которые были когда-либо изготовлены предприятием, либо планируется их изготовление (стадия проектирования) за минусом повторяющихся деталей. Если мы присваиваем № детали с единицы в каждом изделии, то у нас возникает необходимость структурировать детали по изделиям, что ведёт к увеличению информационного объёма, то есть добавляет трудоёмкости на заготовительном участке и тем самым снижает эффективность и увеличивает вероятность ошибок, связанных с человеческим фактором. А для обозначения детали нам уже потребуется не только номер детали, но и номер изделия, проекта или чертежа, что согласитесь, только добавляет трудоёмкости.
Подробнее о системе сквозной нумерации в статье «Система сквозной нумерации деталей и узлов предприятия-производителя металлических конструкций различных назначений» 
Деталям следует присваивать идентификационные номера: 1; 2; 3; 4; 5 и т.д.
Узлам, отгрузочным маркам (если изделие отгружается частями, например, каркас здания) в которые входят детали, также нужно назначить уникальный сквозной номер. Структуры металлических конструкций могут существенно отличатся друг от друга, но это не означает, что для каждого типа конструкций нужно создавать уникальную систему нумерации. Каждая конструкция состоит из энного количества деталей и узлов. Узлам, помимо сквозного номера, нужно присваивать уровень вхождения в состав изделия. Узел А входит в узел B, узел B входит в узел C и т.д. И каждому узлу, в каждом уровне вхождения присваивается сквозной номер A1, A2, A3 …; B1, B2, B3 …; C1, C2, C3 … и т.д. Абстрагирование от типов, позволяет создавать общие информационные системы для разных типов конструкций.
Эмпирическая заметка:
Когда деталь состоит из нескольких частей, например – сварная балка состоит из штрипсов стенки и полок, которые в свою очередь могут ещё делится на несколько частей, не стоит создавать поддетали. Работу с полуфабрикатами деталей лучше вывести за структуру, разработать систему карт временных отклонений и управлять производством деталей из полуфабрикатов отдельно. Конечно при этом следует ввести в PDM атрибут принадлежности полуфабрикатов деталям.      
Пример: Данные об изделии – контейнер HL17/5500 на раме DIN 30722

Разберём детализацию производства на примере узла A2 контейнер HL17/5500 на раме DIN 30722 - Тяговая рама:
Узел A2 контейнер HL17/5500 на раме DIN 30722 - Тяговая рама
Узел A2 входит в узел B1, который является несущей рамой контейнера, спроектированной по стандарту DIN 30722.
Несущая рама контейнера, спроектированная по стандарту DIN 30722.

Узел A2 - Тяговая рама:
Тяговая рама
Узел А2 состоит из 21 части - 14 деталей (смотри чертёж в PDF приложении)
Состав узла A2 = Ob3 + Ob4 + (2*Ob5) + (2*Ob6) + (2*Ob7) + (2*Ob8) + Ob9 + Ob10 + Ob11 + Ob12 + (2*Ob13) + (2*Ob14) + Ob15 + (2*Ob16)

Теперь, когда у вас сформировалось представление о структуре изделия и понятие о сквозной нумерации, давайте разберёмся какими свойствами, атрибутами и связями, важными для производства, обладают детали входящие в состав узла A2.

Атрибуты деталей можно условно разделить на две группы:

1. Общие атрибуты – те, которыми обладают все детали независимо от типа конструкций, в которые они входят. Например, тип сортамента, марка стали, геометрические характеристики деталей, покрытие, WPS узлов и т.п.
2. Кластерные атрибуты – те, которые принадлежат исключительно определённой группе конструкций.
Атрибуты также делятся на обязательные и необязательные. Обязательные атрибуты, это те, без которых не обойтись. Необязательные, это те, без которых можно обойтись, но их отсутствие может повлиять на количество ошибок и снизить производительность.

Основные атрибуты узла A2

1 – Наименование заказа по имени контрагента
Необязательный общий атрибут в примере отсутствует – (столбец H) 
Данный атрибут даёт возможность получения объективной информации в режиме реального времени о заказах конкретного контрагента вплоть до каждой детали. Это даёт возможность корректного планирования производственных ресурсов исходя из потребностей заказчика и объективно оценивать возможность выполнения взятых обязательств перед контрагентом.

2 – № Заказа – (столбец F)
Обязательный общий атрибут в примере отсутствует, так как образец не является рабочим проектом.
Данный атрибут даёт возможность определения потребностей в сортаменте и операциях, а также определить состояние изготовления вплоть до каждой детали по конкретному номеру заказа.

3 – № Изделия
Обязательный общий атрибут в примере отсутствует, так как образец не является рабочим проектом – (столбец G)
Этот атрибут даёт возможность определения потребности в деталях и узлах, а также проверить комплектность изделия, определить возможные сроки запуска в производство. Определить отклонения от плана изготовления деталей и узлов, входящих в состав изделия и принять оперативные управленческие решения в случае отклонения факта от плана.

4 – Тип изделия
Необязательный кластерный атрибут – контейнер (столбец I)
Этот вспомогательный атрибут служит для удобства передачи информации между участниками процессов производства. Например, контейнер, компактр, ферма, аппарель и т.п. Когда человек слышит эти названия, у него возникает образ изделия, при условии того, что человек знает, как выглядит названное изделие. 

5 – № Группы изделия
Необязательный кластерный атрибут – 1 (столбец J)
Необязательный атрибут, присваивается конструктором (по усмотрению конструктора либо по желанию других участников жизненного цикла изделия) по сквозному принципу нумерации определённым группам изделий, имеющим общие характеристики.

6 – Тип контейнера
Обязательный кластерный атрибут – HL (столбец K)
Атрибут принадлежности в соответствии с принятой системой кодировки обозначений HL контейнеров:
HL – Обычный контейнер (борта, лист – 3мм; дно, лист – 4 мм, S листа может изменяться по требованиям заказчика)
HLR – Усильный вариант (борта, лист – 4мм; дно, лист – 5 мм, S листа может изменяться по требованиям заказчика)
HLG – Вариант контейнера с самосвальной дверью (борта, лист – 3мм; дно, лист – 4 мм, S листа может изменяться по требованиям заказчика)
HLD – Самосвальный контейнер с косыми усилениями (борта, лист – 3мм; дно, лист – 4 мм, S листа может изменяться по требованиям заказчика)
HLC -  Закрытый контейнер с профилированными бортами, люками в верхней части (борта, лист профилированный – 3 или 2 мм; дно, лист – 4 мм, S листа может изменяться по требованиям заказчика)

7 – Высота борта
Обязательный кластерный атрибут – 17 (столбец L)
Атрибут принадлежности в соответствии с принятой системой кодировки обозначений HL контейнеров. В примере, цифра 17 буквально обозначает условную вместимость контейнера в м³. Для того, чтобы узнать номинальную высоту борта контейнера, нужно воспользоваться таблицей ниже:

HL10HL11HL12HL14 HL15 HL17 HL18 HL20 HL22 HL24
7008009001000105012001250137515001700

HL25HL28HL30HL32 HL35 HL36 HL37 HL38 HL40
118021002300245024502550250026502800

8 Длинна контейнера

Обязательный кластерный атрибут – 5500 (столбец M)
Атрибут принадлежности в соответствии с принятой системой кодировки обозначений контейнеров
Длинна контейнера Х100, т.е. 60Х100=6000 (округляется до ближайших 100 мм).

9 Стандарт рамы
Обязательный кластерный атрибут DIN30722 (столбец N)
Атрибут принадлежности в соответствии с принятой системой кодировки обозначений контейнеров

10 Код дополнительных опций
Обязательный кластерный атрибут L (столбец O)
Атрибут принадлежности в соответствии с принятой системой кодировки обозначений контейнеров
RF – стальная крыша
RN – крыша из металлической сетки
RT – тент с трубой
RR – полукруглая стальная крыша
WN – экстра-усиленный контейнер
SBD – Контейнер «Распашонка», с дверьми вдоль одного борта
CSBD – то же, что SBD, но со стальной приваренной крышей
TSK – контейнер со сдвижной крышей
L – Уменьшенное количество профилей (рёбер жёсткасти), 3/3
EL – один профиль жёсткости на борту, 3/3, закруглённый борт

11 – Код (№) исполнения
Обязательный кластерный атрибут – 00 (столбец P)
Атрибут принадлежности в соответствии с принятой системой кодировки обозначений HL контейнеров
Номер исполнения, 00 – стандартный контейнер

12 – Сквозной № сборочного узла
Обязательный общий атрибут – 1 (столбец D)
Атрибут служит для определения списка деталей входящих в узел, материальных потребностей и определения укомплектованности деталями узла в реальном времени. 

13 Наименование узла
Необязательный общий атрибут – Рама тяговая (столбец R)
Это вспомогательный атрибут для удобства передачи информации между участниками процессов производства. Например: борт, задняя дверь, дно, рама и т.д.

14  – Количество узлов в изделии
Обязательный общий атрибут – 1 (столбец S)
Атрибут служит для определения потребности изделия в узлах.

15  – Чертёж  (составной номер документа)
Необязательный общий атрибут. Составной атрибут который в рассматриваемом примере служит для удобства документооборота.  
Составной № графического рабочего документа состоящий из № типа изделии, сквозного № узла, сквозного № изделия. Например:  1-1-1

16 – Позиция на чертеже
Обязательный общий атрибут – (столбец V)
Порядковый номер детали на сборочном чертеже узла или изделия, ставится рядом со сквозным № и слижет для удобства поиска графической информации на двухмерном чертеже.

17 – Тип сортамента
Обязательный общий атрибут – (столбец W)
Тип сортамента из которого изготавливается деталь (лист, IPE,UNP и т.п.). Атрибут служит для структурирования деталей в группы и определения материальных потребностей производства. Этот атрибут позволяет организовать эффективный график поставок материалов основанный на календарном плане производства, а также планировать работу заготовительного участка.

18  – Стандарты (сортамент)
Обязательный общий атрибут – (столбец X)
Стандарт сортамента содержащий параметры геометрических и качественных характеристик материалов деталей.

19 – Сечение, либо S (только для листового проката)
Обязательный общий атрибут (для сортамента) – (столбец Y)
Данный атрибут участвует в формировании материальных потребностей производства, а также принятии оперативных решений для замены марок сталей на второстепенных деталях.

20 – Марка материала
Обязательный общий атрибут – (столбец Z)
Данный атрибут участвует в формировании материальных потребностей производства, а также принятии оперативных решений для замены марок сталей на второстепенных деталях.

21 – Количество деталей в сборочном узле
Обязательный общий атрибут – (столбец AA)
Данный атрибут является основным для планирования работы операций  комплектации, участвует в контроле факта комплектации узлов деталями.

22 – Количество деталей в изделии
Обязательный общий атрибут – (столбец AB)
Данный атрибут является основным для планирования работы операций  комплектации, участвует в контроле факта комплектации изделий деталями/узлами.

23 – Длинна детали
Обязательный общий атрибут – (столбец AC)
Габаритный размер детали (максимальный размер между габаритными точками в параллельных линейных плоскостях), атрибут служит для определения потребности в сортаменте в М² для листа и погонных метрах для профильного и фасонного проката. А также для определения на этапе формирования заказов материалов оптимальных стандартных габаритов сортамента.

24 – Ширина детали (только для деталей из листового проката)
Обязательный общий атрибут – (столбец AD)
Габаритный размер детали (максимальный размер между габаритными точками в параллельных линейных плоскостях), атрибут служит для определения потребности в сортаменте в М² для листа. А также для определения на этапе формирования заказов материалов оптимальных стандартных габаритов сортамента.

25 – Вес детали
Обязательный общий атрибут – (столбец AE)
Атрибут физического параметра детали, служит для определения материальных потребностей в структурированном виде. Участвует в формировании заказов сортамента и определения нетто веса изделий.

26 – Вес детали Х количество деталей в изделии
Обязательный общий атрибут – (столбец AF)
 Атрибут физического параметра детали, служит для определения материальных потребностей выраженных в КГ конкретных изделий с детальным структурированием.

Помимо вышеперечисленных, важными являются два кластера атрибутов:
  1. Окрасочные
  2. Сварочные
В конкретном случае они не указаны, так как управляются отдельными подсистемами - "Карты подготовки поверхностей и нанесения ЛКМ" и "WPS", они будут рассмотрены в других публикациях.

Не имеет значения, серийное или штучное производство изделий. В металлообработке независимо от типа изделия, у деталей есть общие характеристики. Детализировать производство следует таким образом, чтобы детали любого типа изделия имеющие общие атрибуты свойств, можно было структурировать по кластерам.

Детальное структурирование производства (Ob) позволяет создавать автоматические системы проектирования на основе метода программирования правил изменения параметров базовой модели.
Подробнее о средствах создания автоматических систем проектирования в статье: "Проектирование методом программирования правил изменения параметров

Пример применения метода автоматического проектирования на основе правил изменения параметров в публикациях:

Комментариев нет:

Отправить комментарий

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ