Инжиниринг

Строим умное производство вместе

Совместные проекты компании СОЛВЕР и ОАО "Калугатрансмаш" повысили конкурентоспособность предприятия
3 ноября 2007

Будущее - за комплексными решениями

Руководителям промышленных предприятий, желающим повысить эффективность своего производства, приходится решать проблему, как сделать это максимально результативно и с минимальными рисками нерационального инвестирования.

Хотя сегодня нет недостатка в предложениях от фирм-поставщиков ПО и технологического оборудования, далеко не все они  идут в отношениях со своими клиентами дальше поставок и инсталляций. Немногие из них обеспечивают сопровождение своих продуктов гарантийным и послегарантийным обслуживанием, и лишь единицы возьмутся решить производственные проблемы заказчика в комплексе, гарантируя ожидаемый заказчиками результат - повышение эффективности производства. Для этого поставщику надо "вжиться" в проблемы предприятия и быть в вместе с ним заинтересованным в достижении поставленных целей. Именно такой подход обеспечивает успех технического перевооружения предприятий-заказчиков, что мы и постараемся проиллюстрировать в этой статье рассказом о совместных проектах компании СОЛВЕР и ОАО "Калугатрансмаш".

Действующие лица и исполнители

Калужский завод транспортного машиностроения ("Калугатрансмаш") - один из старейших российских заводов, деятельность которого связана с железными дорогами. Завод производит оборудование и механизированный инструмент для ремонта, текущего содержания и строительства железнодорожных путей, а также ряд потребительских товаров, среди которых однофазные электростанции, генераторы и другие изделия. Завод имеет проектную и производственно-технологическую базу, позволяющую разрабатывать и внедрять в серийное производство новую продукцию. Предприятие инвестирует средства в техническое перевооружение, что продиктовано необходимостью повышения и поддержания должного уровня конкурентоспособности выпускаемой продукции.

Инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР содействует отечественным машиностроительным предприятиям в построении «умного производства» - производства, максимально ориентированного на высокопроизводительный выпуск конкурентоспособной продукции. Приоритетами компании всегда были и есть комплексные и системные подходы в работе с заказчиками. Спектр предлагаемых ею решений охватывает все "этажи" предприятия: производство, его конструкторско-технологическую подготовку, управление жизненным циклом изделий. Разработанная в СОЛВЕР методология работы с заказчиком позволяет начать положительные преобразования на предприятии с любого этажа его бизнеса, поэтапно распространяя успех на предприятие в целом.

Другая отличительная особенность методологии СОЛВЕР - обязательное предварение поставок оборудования и ПО экспериментальными проектами. Цель таких проектов: на примере реальной производственной проблемы предприятия продемонстрировать, как и какими средствами можно эффективно ее решить. Номенклатура деталей, вызывающая трудности в производстве, проводится по всей цепочке - от конструкторско-технологической подготовки до разработки управляющих программ ЧПУ. Таким образом,создается экспериментальный прототип будущего производства.  По итогам проекта предприятию предоставляется  обоснованная спецификация на поставку станков, инструмента и программно-аппаратных средств, необходимых для решения поставленной задачи, причем эффективность их внедрения подтверждается расчетами основных экономических показателей. Обычно расхождения между расчетными показателями и полученными при последующем проекте внедрения не превышают 20%. Основная работа по проекту выполняется специалистами СОЛВЕР, а от предприятия не потребуется больших затрат на этом этапе.

Для предприятия есть еще одна причина, по которой предприятию стоит пройти этап экспериментального проектирования: его реализация позволяет существенно сократить сроки последующего проекта внедрения и начать получать отдачу от приобретенного оборудования или ПО значительно раньше, ведь многие задачи внедрения будут решаться уже на этапе экспериментального проекта.

Первый шаг - на первый этаж

Совместная работа специалистов СОЛВЕР и "Калугатрансмаш" началась с первого "этажа" предприятия - производства - оснащением станков для изготовления актуальной в производстве на момент реализации первого экспериментального проекта номенклатуры деталей (их было около 80). Для того чтобы выполнить проект в достаточно короткие сроки из общего количества деталей были выбраны 16 деталей-представителей, соответствующие группам деталей со схожими конструктивными, массовыми характеристиками и по технологиям изготовления. Эти детали были проведены по всей цепочке компьютерного проектирования - от создания электронных моделей до разработки технологий изготовления и управляющих программ для станков с ЧПУ. На основании конструктивных особенностей деталей был подобран состав технологического оборудования. Смоделированные  процессы изготовления и рассчитанное машинное время обработки деталей позволили определить количество оборудования. В проектных работах применялись современные компьютерные методы и программное обеспечение, которым оснащен проектный центр СОЛВЕР. Так, для разработки моделей и управляющих программ были использованы конструкторские и технологические модули программного комплекса Pro/Engineer, в нем же проводилось моделирование обработки. Режимы обработки корректировались в зависимости от характеристик оборудования при помощи ПО Secocut.

В итоге консультантами СОЛВЕР была подготовлена спецификация на поставку оборудования, в которую вошли вертикальные обрабатывающие центры  VMC 1000II (в комплектации с 3- и 4-осевой обработкой) и токарные станки Talent 8/52 известной американской фирмы Hardinge (рис. 3). Для работы с ними был подобран режущий инструмент и оснастка шведской фирмы Seco. В рамках экспериментального проекта по просьбе заводчан необходимый инструмент был также подобран еще для 60 деталей.

В ходе выполнения проекта было установлено, что с ростом производительности, которая будет получена при использовании нового оборудования, слабым звеном в технологической цепочке станет разработка управляющих программ - их разработчики просто не будут «успевать» за станками. Поэтому было решено в комплект поставки включить АРМ инженера-разработчика программ ЧПУ, базирующиеся на технологических модулях Pro/ENGINEER и ПО PartMaker. Таким образом, усовершенствованием был затронут следующий "этаж" предприятия - конструкторско-технологическая подготовка производства.

Результаты экспериментального проекта показали, что предложенное оборудование, режущий инструмент и программное обеспечение позволяют эффективно решить задачу, определенную предприятием. Переход на новое  оборудование повысит точность обработки деталей, снизит трудоемкость сборочных операций (будет практически полностью исключена слесарная ручная доработка деталей), а значит, улучшится качество и снизится себестоимость конечной продукции.

От экспериментальных проектов к проектам внедрения

Так как результаты экспериментального проекта полностью удовлетворили руководителей предприятия, было принято решение поручить выполнение проекта внедрения также компании СОЛВЕР. В ходе этого проекта были выполнены следующие работы:

  • поставка оборудования, его монтаж и запуск;
  • поставка и введение в действие АРМ инженеров-конструкторов,  инженера-технолога - разработчика управляющих программ ЧПУ;
  • конструкторско-технологическая подготовка производства выбранных деталей;
  • обучение и сертификация специалистов;
  • изготовление опытной партии деталей;
  • создание нормативной базы внедрения новых изделий, обработки изделий и расхода режущего инструмента;
  • подготовка отчета со сравнительным анализом результатов проекта с результатами, полученными в экспериментальном проекте.

Проект внедрения технологического оборудования, инструмента и рабочих мест конструкторов и технологов прошел в ОАО "Калугатрансмаш" результативно и в установленные сроки. С одной стороны, этому способствовали четкие представления руководителей служб и главных специалистов предприятия о целях проводимого технического перевооружения и заинтересованность в его успешном осуществлении. С другой - хорошая техническая подготовка инженерного и рабочего коллектива завода - участников проекта, которая была отмечена специалистами СОЛВЕР. Стоит также отметить тот факт, что в обучении участвовали не только специалисты завода, но и их руководители. Приобретя знания о том, что можно достичь благодаря внедряемым решениям, они получили возможность организовать продуктивную работу своих служб.

На качестве и сроках внедрения проекта сказался и тот факт, что реально работы по внедрению были начаты еще в период проведения экспериментального проекта. Были разработаны математические модели деталей, технологические процессы их изготовления, управляющие программы для станков с ЧПУ. В проектной группе, в которую входили специалисты СОЛВЕР и предприятия, были наработаны навыки совместной работы, достигнуты взаимопонимание и слаженность, что немаловажно при проведении таких серьезных мероприятий, как техническое перевооружение.

То, как оперативно решались возникающие в ходе проекта производственные проблемы, наглядно демонстрирует следующий случай. Главный конструктор завода обратился к консультантам СОЛВЕР с просьбой оказать содействие в изготовлении детали "Колесо рабочее" для разрабатываемого на заводе нового перспективного изделия. "Колесо" не вошло  в номенклатуру деталей для внедрения, и на момент выполнения проекта имеющееся на заводе оборудование не позволяло изготовить его с надлежащим качеством. Сотрудники СОЛВЕР в короткие сроки разработали электронную модель детали, управляющую программу для 4-осевой обработки на центре Hardinge VMC 1000II, который как раз находился в стадии внедрения, и через два дня изготовили ее. Главный конструктор остался доволен качеством детали и тем, что теперь с ее изготовлением у завода больше не будет трудностей.

Создание консультантами СОЛВЕР нормативной  базы по деталям-представителям является уникальной чертой проектов компании,так как позволяет достоверно планировать время на технологическую подготовку производства аналогичных деталей, а также оценивать время их освоения и изготовления в производстве. При этом планируемое время изготовления этих деталей оценивается с учетом отношения габаритов детали-представителя к их габаритам: время изготовления детали-представителя делится на указанное отношение и получается планируемое время изготовления аналогичной детали.

Новые возможности рождают новые потребности и новое качество

 Напомним, что в процессе подбора оборудования предложение на поставку было скорректировано добавлением рабочего места разработчика программ ЧПУ. В ходе проекта внедрения выяснилось, что теперь "слабым звеном" стало конструкторское проектирование. На предприятии решили системно подойти к проблеме и приобрели сразу несколько автоматизированных рабочих мест для конструкторской подготовки производства: с базовыми возможностями, с возможностью проведения инженерных расчетов и для работы с крупными сборками и конструкциями. Внедрение этих АРМ позволило облегчить работу конструкторов по разработке новых изделий и их модификаций, сделать ее более производительной, обеспечило возможность проверки характеристик изделий уже на ранних стадиях проектирования, внесение необходимых поправок в их модели до передачи в производство, а в итоге улучшить качество продукции и значительно сократить сроки ее выпуска. Вообще подобное "расширение горизонтов" технического перевооружения характерно при комплексном подходе к проблеме, поскольку единичными мерами и "точечными ударами" столь масштабная задача не решается.

Обучение специалистов работе с Pro/ENGINEER проводилось в ходе проекта внедрения не на каких-то отвлеченных примерах, а непосредственно на изделиях из номенклатуры, выпускаемой предприятием. Так, например, была проведена модернизация изделия, а на его основе в короткие сроки разработан модельный ряд новых устройств с высокой степенью унификации с серийно выпускаемыми моделями. С Pro/ENGINEER это было нетрудно. Расчетные возможности программного комплекса позволили улучшить конструкторские, технологические и эксплуатационные характеристики изделий еще до их опытного производства и проведения испытаний. Примером активного использования этих новых для заводчан возможностей может служить усовершенствование конструкции выпускаемых предприятием домкратов (рис.7): проведение прочностных расчетов позволило, с одной стороны, увеличить их грузоподъемность без глубокой переработки конструкции (такие изменения коснулись в основном только опорного кронштейна), с другой - улучшить соотношение "усилие-масса-цена", а значит, повысить рыночную привлекательность изделия.

Сегодня конструкторы Калужского завода транспортного машиностроения активно используют возможность проверки в Pro/ENGINEER работоспособности разрабатываемых изделий. Программный комплекс позволяет  моделировать механизмы с различными типами соединений узлов и деталей: с ползунковым, цилиндрическим, плоским соединением, с шаровой опорой, с кулачковым соединением, зубчатой передачей. Теперь разрабатываемые механизмы можно проанализировать на пересечение деталей, на возможность выполнения заданных условий и требований еще на стадии их проектирования.

С использованием Pro/ENGINEER были также усовершенствованы конструкции других изделий, серийно выпускаемых заводом. Среди них "рельсоподъемник" (рис. 8) - в модернизированной конструкции удалось втрое снизить усилие, прилагаемое работающим с ним оператором. Уникальность такого  ресльсоподъемника в сравнении с аналогичными зарубежными образцами - в универсальности к типоразмерам обслуживаемых рельсов, шпал и рельсовых соединений. Российских аналогов сегодня не существует.

Новые возможности конструкторско-технологического проектирования, приобретенные с внедрением Pro/ENGINEER, позволили начать работу над созданием модельного ряда генераторов нового поколения. Эти генераторы сочетают в себе все лучшие наработки отечественных и зарубежных производителей с эксплуатационными характеристиками, отвечающими запросам современного рынка.

 Модели других изделий, при разработке которых активно применялся программный комплекс Pro/ENGINEER непосредственно в процессе его внедрения на предприятии "Калугатрансмаш", приведены на рисунке.

Руководители завода осуществляли мониторинг работ, проводимых в рамках проектов "Калугатрансмаш"-СОЛВЕР, и по его результатам было принято решение о дальнейшем развитии  процессов автоматизации системы подготовки производства.

Результаты

Работы по проектам, о которых мы рассказали выше, проходили на протяжении почти полутора лет. Срок немалый, однако, полученные результаты того стоят. В итоге совместных проектов, выполненных специалистами СОЛВЕР и "Калугатрансмаш", на заводе впервые создана и работает система сквозного проектирования и подготовки производства: конструирование изделий - технологическая подготовка и разработка программ ЧПУ - производство. Ее внедрение уже сейчас реально обеспечивает сокращение сроков запуска изделий в производство, повышение их качества, снижение себестоимости продукции. Дальнейшая работа специалистов завода направлена на распространение положительных преобразований "в глубь" предприятия для построения эффективной и жизнеспособной системы по созданию конкурентоспособной продукции. Достигнутый на этом этапе успех подтверждает, например, тот факт, что по завершению совместных с компанией СОЛВЕР проектов ОАО "Калугатрансмаш" смогло выиграть тендер на выполнение крупного заказа на производство изделия для железной дороги: теперь его производственные мощности и качество технологий оказались лучше, чем у конкурентов.

От первого лица:

Виктор Самойлов, технический директор ОАО "Калугатрансмаш":

- Три года назад, когда  мы начали сотрудничать с СОЛВЕР, перед нами встала проблема технического перевооружения предприятия. Нужны были новые станки. Мы изучили предложения многих фирм, но именно СОЛВЕР не просто предложил нам новое оборудование, которое мы в принципе могли купить и у других, а выстроил  целую цепочку сотрудничества: станки, автоматизированные рабочие места, консалтинговые услуги, обучение. Самое главное – специалисты СОЛВЕР  вникли, так сказать, в самое ядро нашего завода, точно установили суть проблемы и предложили нам ряд программ для инженеров, конструкторов, технологов, металлургов. Причем, если на заводе возникают какие-то трудности, один звонок - и консультанты СОЛВЕР уже у нас. Сегодня мы имеем на своем предприятии умное производство. Отсюда и вполне закономерный результат. Выросли производительность, качество. При этом мы продолжаем следить за всем тем новым, что предлагает машиностроительным предприятиям СОЛВЕР. Так, в начале лета дополнительно приобрели у фирмы станок «Китамура», а до конца года планируем купить еще несколько станков.

Выбрав в партнеры СОЛВЕР, мы не ошиблись, и сейчас всем приезжающим к нам гостям с других заводов от чистого сердца рекомендуем сотрудничать с этой компанией.

Геннадий Утешев, заместитель технического директора ОАО "Калугатрансмаш":

- На первом конгрессе машиностроителей я познакомился с руководителями московского института "Станкин" и принял решение поступить в аспирантуру. Сейчас пишу диссертацию на тему "Автоматизация управления конструкторско-технологических производств". Связана она как раз с внедрением на заводе фирмой СОЛВЕР системы автоматизированного проектирования. Решение проблем реконструкции "Калугатрансмаш" проходило  комплексно. СОЛВЕР поставил на предприятие программный продукт, обучил наших специалистов, технологов, конструкторов, поставил станки, запустили их, предоставил шестнадцать технологий "под ключ".

Я считаю, что подобные комплексные решения - внедрение станков, программного обеспечения, проведение обучения, пожалуй, единственный выход для большинства российских машиностроительных предприятий. Прежде всего потому, что нет специалистов, которые бы работали на универсальном оборудовании. Мы много общаемся со своими коллегами с других заводов и понимаем, что проблема у нас одна: нет квалифицированных токарей, фрезеровщиков, слесарей. А вот приобретение такого современного оборудования как раз и позволяет поставить к станку человека без высокой квалификации. На примере "Калугатрансмаш" скажу, что кадровую проблему у себя мы теперь решаем вполне успешно.

Сегодня мы выходим на более высокий уровень и, соответственно, станки покупаем посолиднее. Покупаем, как и прежде, у СОЛВЕР, потому что убедились в серьезности его подходов и надежности.