DPA для технолога (черновик)

Из профильных специалистов мы обычно начинаем с технологов. Каста технологов – это самые активные сторонники DPA. Именно технологи больше всех привыкли работать в цифре. Именно технологи генерируют управляющие программы для ЧПУ. Именно технологи больше всех зависят от цифровизации. И именно технологи быстрее всех получают видимый и значимый эффект от внедрения DPA. Да простят нас руководители, нам есть, что предложить руководителям, но начинаем мы с технологов. И также, что технологи могут получить от анализа машинных данных.

Для начала рассмотрим задачи технологической службы на предприятии.

1. В первую очередь технолог должен понимать, какой продукт мы создаем, чего ждут наши заказчики.

• Что же мы собираемся изготовить?
• Какие параметры свидетельствуют о том, что у нас получилось, как нужно? Каким потребительским и техническим характеристикам должно соответствовать наше изделие?
• Технолог должен понимать, из чего состоит деталь конструктивно, потому что технологической службе придется сделать технологии, придется оказать технологическую поддержку на всех этапах производства до самой мельчайшей детали. И иногда караван идет со скоростью хромого верблюда. То есть наш уровень предприятия это будет уровень нашей самой слабой технологии. И когда идет взрывной рост, именно технологи, именно лидерство в технологии может обеспечить нам и лидерство на рынке.

2. Потом технологи должны понимать и описать процесс, как же будет изготавливаться наша продукция.

• То есть это подобрать технологии, которые лучше всего соответствуют нашему изделию, которые обеспечат ему требуемые параметры. А также подобрать такой техпроцесс, который соответствует нашим производственным возможностям или возможностям партнера нашего предприятия.
• Потом технологи должны определить маршрут, то есть ту последовательность операций, которую надо выполнить, чтобы получить нужные детали, а в конце концов и нужный продукт.
• И они должны понимать, в какой технологической среде это будет происходить. Начиная от температуры в помещениях и заканчивая, например, сложными реактивами для гальваники. И, естественно, описать, какая производственная среда нам требуется, и какую мы можем обеспечить.

3. Дальше технологи должны определить, какие ресурсы нам понадобятся и понимать, что мы можем раздобыть эти ресурсы.

• Какие нам потребуются сырье, материалы, может быть полуфабрикаты, если какие-то переделы обработки будут выполнять для нас подрядчики?
• Какое вспомогательное оборудование нам при этом понадобится, и где мы его возьмем? То есть какую-то оснастку мы будем изготавливать сами, какую-то покупать на рынке готовую, а какую-то, возможно, придется изготовить на заказ.
• Какой инструмент нам понадобится? Потому что инструмент – это важнейшая часть технологии. Иногда именно в качество инструмента упирается технологический уровень обработки. И инструмент – это очень важная часть себестоимости. Потому что износ инструмента и сам стоит недешево и поедает наши моточасы, а иногда деньги напрямую, если по вине инструмента возникает брак. И мы теряем все усилия, вложенные на предыдущих переделах. Чем больше обработок прошла деталь, тем дороже нам обходится брак.

4. Технологи должны обеспечить достаточный уровень качества, определить, как мы будем этот уровень проверять. И очень важно, что же мы будем делать, если этот уровень качества не соответствует, потому что недостаточное качество грозит нам потерей заказчиков и доли рынка, избыточное качество повышает нашу себестоимость, поедает нашу прибыль. Поэтому технологи должны определить, как мы будем контролировать, регулировать и управлять:

• качеством технологического процесса, то есть все ли правильно делается;
• управлять состоянием среды, если это важно для технологии;
• контролировать качество продукта иногда только на выходе, а на каких-то технологических операциях по несколько раз;
• и контролировать качество входящих ресурсов, чтобы отклонения в качестве ресурсов не транслировалось на качество нашего продукта.

5. И очень важная часть в работе технолога – это обеспечить взаимодействие.

• Это дружелюбие всех процессов к пользователям, чтобы технологам было удобно эффективно разрабатывать технологию, а производству было удобно ее применять.
• Это интеграция различных систем, потому что ни одна система не охватывает всех функций технологической подготовки, и применяемые системы становятся все больше специализированными и стоят все дороже, и взаимодействие между ними становится все важнее. Во-первых, чтобы повторно не делать то, что уже сделано в другой системе и, допустим, как получить в производстве эффект от развитых PLM-систем и, самое главное, разрешать противоречия между этими системами, чтобы не устраивать на предприятии битву роботов.
• Это требования к автоматизированным рабочим местам как самих технологов, которые работают с производственной системой, так и АРМы тех сотрудников, которые будут пользоваться технологиями, чтобы это было понятно, удобно и эффективно.
• И обеспечить нормативно-справочную информацию, чтобы знания, накопленные шабанами, были доступны воинам, чтобы в случае каких-то вопросов производство могло быстро доступиться к информации, которую сформировали технологи. Это особенно важно в случае сложных технологических процессов, это важно при подтягивании новичков в производство или в случае, когда мы делаем какую-то редкую производственную операцию. Когда к тому моменту, когда ее надо повторить, исполнитель уже забыл, как это делается. И поэтому организация нормативно-справочной информации, вот та база знаний предприятия, становится очень большим капиталом и очень серьезным производственным ресурсом. И именно технологи – первые, кто отвечает за то, чтобы она была организована правильно, и чтобы ноу-хау предприятия накапливалось и эффективно использовалось. По западным стандартам учета ноу-хау оценивается в балансе отдельной строкой, и иногда это самый дорогой актив предприятия.

Вот укрупненный охват задач технолога.

И вот мы осознали масштаб задач, стоящих перед технологом, а также насколько технологи важные люди на предприятии, и теперь постараемся свести это к понятным процессам. Вот изобразим, что на предприятии есть контур инженерной подготовки, где в какой-то степени все оцифровано. Кто-то пользуется самыми сложными международными решениями, кто-то отечественными, а кто-то пытается организовать контур PLM в 1С. И есть контур производства, который тоже поддерживается какими-то цифровыми решениями. Мы тут изобразили свои. И сейчас речь идет о том, какие же процессы поддерживает DPA.

• В первую очередь, это помочь технологу в настройке технологии, когда на имеющемся оборудовании технолог должен добиться того, чтобы работа была понятной и предсказуемой. Может быть, он испробует несколько вариантов, может быть, будет совершенствовать один, но это важная часть в жизни технолога – это отладка технологии, когда либо ставят на производство новый продукт, либо совершенствуют существующие.
• Загрузка технологии. Это когда в производство поступает заказ на изготовление какой-то партии продукции. В этот момент им надо передать технологию, и способ, когда для этого изготавливают копии бумажных документов, которые надо еще найти в архиве, уже безнадежно устарел. И в DPA для этого предусмотрены другие средства, позволяющие загружать технологию в электронной форме. В большинстве случаев даже полностью автоматически.
• Контроль технологии. Это тоже задача технологов, когда они должны видеть, как происходит работа, и насколько соблюдается технология. Если технология соблюдается, это позволяет надеяться на предсказуемое качество продукции.
• В том числе очень важно выявить, желательно автоматически, где технология отклоняется от эталонной, а также понимать, что мы будем делать в таких случаях. И, по возможности, если реакция предсказуемая, сделать эту реакцию автоматической, чтобы производственная система сама возвращала производство к правильной технологии, или мы понимаем, кто устранит то или иное отклонение, по возможности сделает это автоматически или хотя бы быстро и понятно.
• Контроль качества. Это тоже в значительной степени задача технологов – контролировать качество продукта, контролировать качество входного сырья, технологической среды, параметров обработки и так дальше. То есть, понимая, что мы получаем сырье и компоненты надлежащего качества, и у нас получается такая продукция, которую мы хотели.
• А также важный процесс – это интеграция с существующим инженерным контуром, если он уже оцифрован. На предприятии применяются сложные системы, и накопленная в них информация должна приносить пользу производству. А главное добавлять порядку, а не вносить новые несоответствия.

Вот основные процессы, которые требуются от технолога, и средства, для поддержки которых предусмотрены в DPA. То есть это отладить технологию при совершенствовании продукции либо постановки новой. Это быстренько выдать технологию производству. Это контролировать, что технология соблюдается. Обрабатывать отклонения, если что-то пошло не так. Контролировать качество. Иногда только на выходе, а иногда на каждом шаге. И в DPA предусмотрено много средств для того, чтобы цифровая инженерная подготовка приносила пользу производству. И рассмотрим, какие средства предлагает для этого технологу DPA.

Так как функционал для технолога очень обширен, то мы постарались его сгруппировать.

1. В первую очередь, это контроль технологических параметров, которые можно увидеть в:

• реальном времени прямо на экране компьютера. И в большинстве случаев уже не нужно находиться прямо на рабочем центре, где идет обработка. Основные технологические параметры для обработки с ЧПУ прописаны из коробки, многие параметры могут быть добавлены при настройке системы, если эта информация есть в ЧПУ, то включить эти параметры в перечень обрабатываемых. При дооборудовании неоцифрованых рабочих центров обычно параметры согласовываются с технологом. Те, которые возможно собрать разумными усилиями.
• Доступны данные о технологических параметрах в записи. Теперь не нужно контролировать технологию непосредственно во время обработки, можно это сделать в удобное время. А можно сравнить записанные технологические параметры с двух разных операций. Они собираются с оборудования, записываются и будут храниться настолько долго, насколько это установит администратор системы.
• Очень развит функционал контроля за значениями параметров. Вы можете установить пороговое значение или коридор и не следить за параметрами, а в нужный момент получить уведомление, когда будет достигнут порог или наоборот – выйдут из заданных ограничений. Обычно в механообработке штатно собирается около тридцати параметров. Есть случаи, когда с одного рабочего центра собирали более восьмисот. Самое важное, есть ли на рабочем центре датчики, измеряющие параметры. А уж добыть и обработать это значение гораздо проще.

2. Технологу доступен функционал, обеспечивающий хранение и использование информационных объектов:

• В первую очередь это записи об изделиях и их версиях;
• библиотека технологических карт, содержащих последовательность операций, нормы и другую информацию, необходимую для выполнения технологии на рабочем центре;
• это библиотеки программ для оборудования с числовым программным управлением;
• и это функции для хранения инженерной информации в любом оцифрованом виде: картинки, чертежи: картинки, чертежи, 3D-модели, видеофайлы. Причем разработан функционал как непосредственной работы с этими сущностями в DPA, так и их заимствование из других информационных систем.

3. Функционал работы с техкартами обеспечивает:

• удобную форму их создания;
• наследования версий. Когда технология изменяется, мы должны понимать, по какой версии технологии мы сделали каждую конкретную партию.
• Технологу доступны разные виды операций, из которых он формирует операционную карту. Это групповые и единичные операции, операции, предполагающие обработку, контроль, ручное либо автоматическое выполнение.
• Разработан и используется функционал, обеспечивающий импорт техкарт из специализированных программ технологической подготовки производства.

4. При работе с управляющими программами для ЧПУ точно так же есть функционал:

• отслеживания версии. Если по управляющей программе выполнялась обработка хотя бы единожды, то такая управляющая программа должна храниться в целях обеспечения истории производства.
• Функционал централизованной загрузки управляющих программ на оборудовании. Когда управляющие программы хранятся централизованно, технолог следит за их актуальностью, может легко загрузить их на оборудование, и эту библиотеку легко архивировать и резервировать, чтобы не утратить управляющие программы в случае их утери на рабочем центре. Если ЧПУшка накрылась, или оператор нечаянно испортил программу, то исходная версия всегда есть у вас в библиотеке.
• Доступен функционал сравнения управляющих программ. В первую очередь речь идет о сравнении управляющей программы, которая была отправлена на рабочий центр, и которая фактически выполнялась на станке во время обработки. И система DPA либо подтвердит их идентичность, либо определит и обозначит для технолога те части, в которых программы не совпадают. То есть те части кода, которые были изменены оператором во время обработки.
• На многих диаграммах выполняется покадровая разметка управляющих программ, что упрощает их анализ в случае циклической обработки либо ветвления.

5. Функционал, поддерживающий нормирование операций, то есть установление на их нормативной длительности. Очень часто это тоже вотчина технологов. И у них есть функционал для того, чтобы они:

• устанавливали нормы;
• чтобы увидеть в реальном времени или в записи фактическую длительность операций, чтобы можно было оценивать нормы по накопленной истории,
• насколько операции соответствуют фактические плановым, как велика дисперсия фактической длительности (в идеале одинаковые операции выполняются за одинаковое время, но обычно только в мечтах технолога).
• В DPA доступны функции анализа, помогающие установить разумные нормы. Или наоборот, выяснить, как разные факторы влияют на соответствие этих норм.

6. Реализован и развивается функционал выявления и обработки отклонений.

• В случае выявления несоответствия фактической обработки заданной технологии может быть сформирован сервисный запрос либо оператором рабочего центра, выполняющим работу, либо системой управления оборудованием автоматически. Когда система формирует уведомление для технолога на основе фактических параметров, измеряемых по ЧПУ.
• Есть функционал, который закладывает алгоритмы обработки этих отклонений, который позволяет не только узнать об отклонении, но и выполнить действия по их устранению.
• При необходимости можно установить временные нормы на устранение отклонений, в том числе технологических.
• В DPA предусмотрены функции эскалации обработки отклонений. То есть, если отклонение не обрабатывается в заданное время, то оно переадресуется сотруднику с большими полномочиями или большими ресурсами.

7. В базовой версии доступны функции, обеспечивающие интеграцию всеми распространенными методами с соблюдением основных индустриальных стандартов.

• Обеспечивающие загрузку информации из сторонних систем в DPA. В первую очередь речь идет о нормативной информации, либо о планах производства, сформированных планировщиками, либо о производственных заданиях, сформированных внешними системами.
• Выгрузка информации. И в первую очередь это уведомление в реальном времени других информационных систем о результатах выполнения производственных операций.
• Это функционал, поддерживающий валидацию данных, когда одна из IT-систем является МАСТЕР-системой, данные в ней считаются эталонными, а данные в других системах должны им соответствовать. И в DPA есть функции, помогающие поддерживать корректность данных, либо находить несоответствия.

8. Это функции, делающие работу с технологиями удобной как для самих технологов, которые разрабатывают и поддерживают технологии, так и для сотрудников, кто их использует, в первую очередь для производственного персонала, выполняющего работу.

• Это автоматизированные рабочие места, которые могут быть, начиная от АРМа оператора, который выполняет работу на основе технологии, и заканчивая автоматизированным рабочим местом технолога, сформированным на основе настраиваемых приборных панелей.
• Это возможность формировать техкарту на основе уже выполненной операции на оборудовании с ЧПУ. Когда у вас есть управляющая программа, и на ее основе минимальная технология формируется автоматически, а технолог ее потом только дорабатывает, допиливает.
• Это автоматически настраиваемые сигналы. Не только на технологические параметры, а практически на любые события или их взаимосвязь, которые хранятся в системе.
• Это аналитики и возможность статистического анализа, группирующие данные по выполненным операциям и формирующие вычисляемые значения, важные для технологов.
• Это формируемый набор алгоритмов, позволяющий технологам автоматически получать важные значения либо акценты на каких-то данных.
• И это функции, поддерживающие работу на мобильных устройствах для того персонала и, в частности, для технологов, которые не всегда находятся на стационарном рабочем месте и могут какую-то важную информацию получать на носимых устройствах в режиме реального времени.

Функционал все время расширяется, и предприятия нарабатывают практику использования этих функций, а мы формируем материал для простого освоения этих функций и для упрощения их использования.

Теперь рассмотрим работу некоторых функций, важных для технолога на основе реальных данных с реальных предприятий. Во-первых, технологические параметры доступны в реальном времени и сюда надо срочно записать видео. Здесь в реальном времени видно состояние рабочего центра, основные операции, сообщения о ЧПУ, значения технологических параметров. Неважные из них можно подавить, не особо важную информацию можно скрыть, а при желании можно добавить сюда параметры, лишь бы были соответствующие датчики, которые их измеряют. Технологические параметры доступны в записи. Видно, каким операциям они соответствуют, каким управляющим программам, во время каких заданий были эти значения. Вы можете просмотреть значения параметров по истории за любой период, который есть в базе данных. Вы можете установить пороговые значения для параметров, которые нужно контролировать. И можно заняться своими делами – контролировать параметры будет система. В случае достижения пороговых значений вы получите уведомление тем способом, который вы указали. Может быть это будет СМС, может быть, письмо на электронную почту, может быть, уведомление на АРМ операции, может быть, уведомление на АРМ технолога. Или сервисный запрос. Можно создавать алгоритмы, обрабатывающие сложную взаимосвязь сигналов. Например, как вычислить пиление воздуха. Когда формально оборудование находится в режиме обработки и якобы выполняет работу, но реальная работа не происходит. Это можно посмотреть глазами на диаграмме, когда длительное время обороты стабильны, а нагрузки на инструмент нет, либо настроить соответствующий сигнал. И тогда можно заняться своими делами. А в случае пиления воздуха вы получите уведомление.

На многих современных видах оборудования доступны функции записи экрана оператора, когда пишется видеофайл, полностью сохраняющий то, что видит на экране оборудования оператор. И технолог может впоследствии обратиться к этой видеозаписи, если ему кажется, что там есть что-то важное.

Это функции, помогающие формировать технологические карты и описывать операции, выполняемые на рабочем центре. Технологическую карту можно составить в DPA, можно ее сделать на основе копии уже созданной ранее техкарты, можно ее импортировать из систем технологической подготовки, а можно ее сформировать на основе уже фактически выполненной операции, когда вы первоначально формируете библиотеку технологий. Вы устанавливаете соответствие технологической карты и детали, и при ее изготовлении технологическая карта подгрузится на рабочий центр автоматически. Прямо в технологической карте можно указывать нормы длительности операций, соблюдение которых будет потом контролироваться автоматически. Техкарты хранятся в библиотеке и загружаются на рабочий центр по сети, и не требуется их изготовление в бумажной форме, если у вас есть устройство, поддерживающее АРМ оператора. У вас есть средства следить за версионностью технологических карт. Когда у вас в системе сохраняется техкарта, если по ней уже была обработка, в архивных целях, а вы используете более свежую версию, если вы придумали, как улучшить технологию. Мы планируем добавить функционал, поддерживающий альтернативные маршруты, когда одна и та же деталь может быть выполнена на различных видах оборудования. Как уже говорилось, поддерживается автоматическое сравнение эталонного и фактического кода управляющих программ. То есть того, который написал технолог и того, который был выполнен на станке. И мы поддерживаем функционал заверения управляющих программ. Когда к использованию допускаются только те операции, соответствующие некоторым признакам. Ну, самое простое – это указать вид оборудования, куда можно отправлять эту УПшку или указать людей, которые могут с ней оперировать, либо отметку о том, что технолог проверил эту управляющую программу.

У вас есть базовый функционал для описания основных видов производственных операций. В частности для механообработки. Это возможность задать длительность партионной наладки или установить для партии разовую поправку в случае, если по каким-то причинам наладка партии предположительно затянется. Это штучные операции, относящиеся к единичной обработке. Когда вы выполняете первую деталь и закладываете контроль на допуск партии в производство. Потом циклически выполняются штучные операции для изготовления заданного количества деталей, заданного количества циклов обработки. И возможность описать завершающие операции. Также при необходимости вы можете обозначить внутриоперационные наладки, внутрипартионные, либо промежуточные контрольные операции. Например, если вам надо контролировать каждую пятую, там, каждую десятую или каждую двадцатую деталь.

Здесь тоже должен быть ролик. В DPA развиты функции поддержки нормирования, помогающие формировать нормы по истории операций, устанавливать нормы для операций, следить за соблюдениями этих норм, анализировать отклонения в реальном времени при выполнении работы либо по истории операций в целях совершенствования производственной системы. Иногда это делают отдельные нормировщики. Очень часто нормирование тоже возлагается на технологов.

Сюда тоже ролик. Очень легко идет первичное наполнение библиотек. При разворачивании и освоении системы DPA обработка идет своим чередом, а выполненные управляющие программы загружаются в библиотеку. Им присваиваются значимые имена, на их основе формируются техкарты, в техкартах устанавливается желательный порядок и длительность производственных операций.

В DPA уже давно поддерживается интерактивные приборные панели. Когда каждый сотрудник, и в частности технолог, может настроить себе экран, на котором будет в удобной форме выводиться вся нужная ему информация, а главное, чтобы не выводилась ненужная, потому что иногда обилие информации мешает заметить важное. Есть развитые средства формирования приборных панелей. Вы формируете себе приборную панель один раз, и потом она отражает нужные вам данные. Приборная панель может выводиться (транслироваться) на любое устройство: хоть на планшет, хоть на телевизор в цеху, может быть через веб-интерфейс встроена в экраны других программ.