Wykład 9 - gen
Transkrypt
Wykład 9 - gen
Wykorzystanie elektronicznej formy dokumentacji wytwarzania wyrobów prof. PŁ dr hab. inż. Andrzej Szymonik www.gen-prof.pl Łódź 2016/2017 1 Zalety systemu zarządzania dokumentami: • zabezpieczenie przed modyfikacją tego samego : dokumentu przez wielu użytkowników; • możliwość prześledzenia historii zmian wprowadzonych w dokumentacji; • ograniczenie dostępu do niektórych dokumentów; • uporządkowanie dokumentów poprzez ich pogrupowanie i umieszczenie w odpowiednich folderach; 2 cd. zalety systemu zarządzania dokumentami : • zapisywanie w formie metadanych podstawowych informacji o dokumencie (np. nazwisko autora, data wytworzenia); • możliwość zaprogramowania obiegu dokumentów między użytkownikami; • przekształcenie dokumentu papierowego na elektroniczny np. przez skanowanie; • grupowanie dokumentów w zależności dla kogo są przeznaczone. 3 Czym jest dokumentacja? Odp. Wymiana danych: • pomiędzy projektowaniem produktu i procesem wytwarzania; • w planowaniu zarządzania produkcją; • w procesie wytwarzania; • w procesie dystrybucji i obsługi posprzedażnej. 4 Etapy cyklu życia produktu: • pomysł, idea; • specyfikacja, wymogi techniczne; • koncepcja produktu; • projekt wstępny; • rozwinięcie projektu, opracowanie detali; • testy, symulacje, analizy; • zaprojektowanie narzędzi potrzebnych do uruchomienia produkcji; 5 cd. etapy cyklu życia produktu: • realizacja; • planowanie produkcji; • produkcja; • montaż końcowy; • kontrola jakości; • organizacja obsługi/serwisu; • sprzedaż i dostawa; • okres użytkowania; • obsługa posprzedażna, wsparcie; •wycofanie z użytku, recycling, ostateczna utylizacja... 6 Wymiana danych z wykorzystaniem ZISZ: • projektowanie produktu i procesu wytwarzania (CAD, CAPP – moduły ERP z wykorzystaniem PDM); • planowanie zarządzania produkcją - ERP; • proces wytwarzania – MES, ERP, CAM; • proces handlowy – ERP, CRM. 7 Obszar handlowy 8 Co likwiduje dokumentację papierową? • podpis elektroniczny sprzyja likwidacji dokumentacji papierowej; • narzędzia: Internet, intranet, ekstranet, portale biznesowe, portale korporacyjne, systemy bazodanowe; • EDI – standard w wymianie dokumentacji. 9 Obszar projektowania produktu PDM - PLM 10 PDM - system zarządzania danymi: 1) obszary funkcjonowania - działy: handlowy, konstrukcyjny, przygotowania produkcji, zaopatrzenie oraz wydział produkcyjny , księgowość, płace; 2) etapy – pomysł, projekt konstrukcyjny, projekt procesu produkcyjnego, produkcja i jej rozliczenie. 11 Czym jest PLM -Product Lifecycle Management? • filozofią działania i obejmuje: standaryzację projektów - konstrukcyjną i proceduralną; integracje danych – konstrukcyjnych i związanych z projektem; automatyzację procesów związanych z zadaniami wykorzystującymi te dane; automatyzację zarządzania projektami. 12 PLM - obszary funkcjonalne: • zarządzanie etapami cyklu życia składników; • zarządzanie danymi cyklu życia; • zarządzanie programem i projektem; • współpraca w ramach cyklu życia; • zarządzanie jakością; • ochrona środowiska i przepisy bhp (eh&s). 13 cd. PLM - obszary funkcjonalne: • • • • • • • dział handlowy i marketing; dział konstrukcyjny, zaopatrzenie; dział przygotowania produkcji; wydział produkcyjny; księgowość; płace. 14 PLM – realizuje: • wspieranie rozwoju nowych produktów i technologii; • zarządzanie portfelem produktów; • zarządzanie procesem produkcji; • tworzenie koncepcji; • badanie zgodności produktów z wymogami prawnymi (odpowiedzialność za produkt); 15 PLM integruje: • • • • • • konstruktorów; technologów; produkcje; dostawców; kooperantów; klientów. 16 PLM obejmuje: • MDA (Mechanical Design Automation) – automatyzację procesu projektowania; • PKM (Product Knowledge Management) – zarządzanie wiedzą o produkcie; • PDM (Product Data Management) – zarządzanie danymi produktu; • PM (Project Management) – zarządzanie przedsięwzięciami; 17 cd. PLM obejmuje: • CPDM (Collaborative Product Definition Management) – zarządzanie danymi produktów w ramach sieci dostaw; • DM (Digital Manufacturing) - system do komputerowej symulacji procesów produkcyjnych. 18 PLM – korzyści: • redukcja czasu wprowadzania produktu na rynek dzięki wykorzystaniu kompleksowego rozwiązania do zarządzania wszystkimi informacjami związanymi z produktem - od momentu powstania pomysłu poprzez projektowanie aż do wycofania produktu z rynku; 19 cd. PLM – korzyści: • przyśpieszenie procesu kooperacji dzięki zapewnieniu wielu partnerom gospodarczym możliwości współpracy przy zarządzaniu przedsięwzięciem oraz wykorzystanie możliwości funkcjonalnych w zakresie zarządzania zmianami i projektami; 20 cd. PLM – korzyści: • redukcja kosztów wprowadzania produktu na rynek poprzez oszacowanie postępu w realizacji programu i projektu oraz wsparcie procesu podejmowania decyzji dotyczących inwestowania w poszczególne produkty; 21 cd. PLM – korzyści: • redukcja ryzyka i kosztów zmian dzięki zastosowaniu zestawu funkcji do monitorowania i wdrażania zmian oraz sterowania nimi - ich zakres obejmuje zmiany projektów i produktów wymaganych przez klientów oraz zmiany konstrukcyjne na potrzeby realizowanych, zatwierdzonych zleceń produkcyjnych; 22 cd. PLM – korzyści: • redukcja kosztów utrzymania oraz zwiększenie dostępności urządzeń w wyniku wykorzystania funkcji w zakresie planowania, pomiaru i śledzenia efektywności działań, bezpieczeństwa i utrzymania urządzeń. 23 cd. PLM – korzyści: • poprawę produktywność pracowników obszaru R&D; • budowę bazy informacji o produktach. 24 Projektowanie procesów technologicznych obróbki (PTO) 25 Formalny opis procesu technologicznego obróbki: • Proces technologiczny obróbki (PTO) realizowany przez system wytwarzania jest opisany przez zbiór działań obróbkowych {EO} , realizowanych przez elementy systemu obróbki, w wyniku których następuje dyskretna zmiana charakterystyki przedmiotu ze stanu początkowego w stan końcowy oraz strukturę PTO - SPO, która określa kolejność występujących w procesie działań. PTO = {EO}, SPO 26 Procesy technologiczne - trzy rodzaje działań: •ETRO - działanie powodujące zmianę stanu przedmiotu obrabianego; •EOPO - działanie powodujące zmianę położenia obiektu w systemie (narzędzia -N, przedmiotu PO, oprzyrządowania wymiennego ZPW/ZNW); •EIDO - działanie porównujące charakterystykę rzeczywistą przedmiotu w odniesieniu do charakterystyki zadanej dokumentacją procesu. 27 Proces technologiczny obróbki można zapisać: PTO = {ETRO, EOPO, EIDO}, SPO • ETRO - działanie powodujące zmianę stanu przedmiotu obrabianego; EOPO - działanie powodujące zmianę położenia obiektu w systemie (narzędzia -N, przedmiotu PO, oprzyrządowania wymiennego - ZPW/ZNW); EIDO działanie porównujące charakterystykę rzeczywistą przedmiotu w odniesieniu do charakterystyki zadanej dokumentacją proces; SPO - struktura procesu technologicznego obróbki. 28 Przedmiot obrabiany w stanie półfabrykatu: POP = Spp →T1 Sp1 →T2 Sp2... →Ti Spi = POi… →Tw-1 SpW-1 →Tw SpW = POW gdzie: POP - przedmiot obrabiany w stanie półfabrykatu, POi - przedmiot obrabiany w stanie i-tym, POW - przedmiot obrabiany w stanie gotowego wyrobu, Spi - stan pośredni przedmiotu obrabianego powodowany przez i-ty zbiór transformacji, Spw - stan pośredni przedmiotu obrabianego w stanie wyrobu, Ti - i-ty zbiór transformacji przedmiotu obrabianego. 29 Stan pośredni i- ty opisać można za pomocą wyrażenia: Spi = (Ci, Wi, Ti) gdzie: Ci - zbiór cech przedmiotu w stanie i-tym, Wi - zbiór więzi nałożonych na cechy przedmiotu w stanie i-tym, Spi - stan pośredni przedmiotu obrabianego powodowany przez i-ty zbiór transformacji, Ti - zbiór transformacji prowadzących do uzyskania i-tego stanu pośredniego. 30 Hierarchiczna struktura procesu technologicznego obróbki OP-operacja, US-ustawienie, PZpozycja, ZB-zabieg, PR- przejście 31 W praktyce PTO: • PTO= [OP[US[PZ[ZB[PR]]]]] gdzie: • OP - operacja, US - ustawienie, PZ pozycja, ZB - zabieg, PR - przejście 32 Proces technologiczny zależy od: • wiedzy technologicznej określoną jako zbiór informacji umożliwiających prawidłowe projektowanie procesu technologicznego (zbiór ten składa się z zasad i reguł); 33 cd. proces technologiczny zależy od: • danych, o systemie wytwarzania obejmujące charakterystyki technologiczne elementów systemu wytwarzania, a także zbiór możliwości realizacji działań na poszczególnych stanowiskach wytwarzania; 34 cd. proces technologiczny zależy od: • założenia ekonomiczne obejmujące wielkość programu produkcyjnego, powtarzalność serii oraz przewidywany termin dostarczenia wyrobu na rynek. 35 Projektowanie procesu technologicznego (PPPT) 36 Dane wejściowe PPPT program produkcyjny i charakterystyka przedmiotu obrabianego: POW = (CW, WW,ΨW) POW – stan gotowy wyrobu; CW – cechy przedmiotu gotowego; WW - zbiór więzi nałożonych na cechy przedmiotu gotowego; ΨW – transformacie (zbiór) do uzyskania przedmiotu gotowego. 37 PPPT w systemach CAD/CAM: • systemy CAD/CAM łączą przestrzenne modelowanie złożenia wyrobu oraz części składowych z projektowaniem obróbki oraz z symulacją ścieżki narzędzia; 38 cd. PPPT w systemach CAD/CAM: przydatność CAD/CAM dzięki: • szerokiemu zakresowi wspomagania komputerowego projektowania procesu montażu; • ilości posiadanych przez system modułów realizujących programowanie w zakresie określonych metod obróbki; • możliwości opisu geometrycznego obrabianych powierzchni. 39 Przebieg PPPT w systemach CAD/CAM: • tworzenie struktury procesu w zakresie projektowania operacji, ustawień, zabiegów i przejść; • dobór obrabiarek, oprzyrządowania przedmiotowego i narzędziowego oraz narzędzi; • obliczenia parametrów obróbki; • kalkulacji kosztów; • zapisu opracowanych procesów technologicznych obróbki. 40 Przebieg projektowania procesów technologicznych w systemie CAD/CAM. T-zakres działań realizowanych przez technologa, Azakres działań realizowanych przez komputer 41 Sposoby projektowania procesów: • ręczny; • automatyczny (wspomagany komputerowo): wariantowy; generacyjny; semigeneracyjny. 42 Projektowanie wariantowe: • bazuje na idei podobieństwa procesów technologicznych (30-90% nowego wyrobu tworzą elementy wykonane wcześniej); • polega na przyporządkowaniu, dla danej części procesu spośród opracowanych wcześniej procesów, dla zbiorów części technologicznie podobnych; • ogranicza się do określonych grup części i zdefiniowanych typowych procesów. 43 W grupie metod wariantowych wyróżniono projektowanie na podstawie procesów: • indywidualnych; • grupowych; • typowych. 44 Proces technologiczny o najbardziej zbliżonej charakterystyce - procesy indywidualne: 1. POW → {POW1, POW 2,....., POW n} → {PTO1, PTO 2,....., PT On} → PTOI PTOI → PTO (modyfikacja) • POW – przedmiot obrabiany w stanie gotowego wyrobu, • PTn - proces technologiczny dla przedmiotu obrabianego n, projektowanie procesu PTOI podlega na modyfikacji, w celu dostosowania do wymagań określonych charakterystyką przedmiotu POW 45 Projektowanie na podstawie procesu grupowego: POW → {POW1, POW 2,....., POW n} → POH→ PTOG POH - cechy zbioru przedmiotów zadanych; PTOG - proces technologiczny grupowy o stałej strukturze będący wzorcem dla przedmiotu POH ; 46 cd. Projektowanie na podstawie procesu grupowego: R = {POW1, POW 2,....., POW n} → PTOR= {METRO, MEOPO, MEIDO}, SPOR R – wyodrębniona rodziny przedmiotów technologicznie podobnych; SPOR - proces technologiczny przez wykorzystanie przynależnego do rodziny struktury procesu; METRO - model działania powodujące zmianę stanu przedmiotu obrabianego; MEOPO - model działania powodujące zmianę położenia obiektu w systemie (narzędzia N, przedmiotu -PO, oprzyrządowania wymiennego ZPW/ZNW); MEIDO - model działania porównujące charakterystykę rzeczywistą przedmiotu w odniesieniu do 47 charakterystyki zadanej; Metoda generacyjna: 1) dla zidentyfikowanych cech technologicznych cW1, cW2 …..€ CW, wyrobu w stanie końcowym POW opracowywany jest zbiór działań ETRO transformujących cechę cpi technologiczną w cwi; 2) następnie zbiór działań ETRO zostaje uporządkowany w oparciu o zbiór reguł i zasad projektowania PT obróbki; 48 cd. metoda generacyjna: 3) uporządkowanie działań ETRO realizowane jest w procesie syntezy procesu technologicznego z procesów technologicznych elementarnych opracowanych dla zbioru cech technologicznych tworzących wyrób. 49 Metoda semigeneracyjna: WT → {METRO, MEOPO, MEIDO}, MSPO • wzorzec tworzony jest na podstawie analizy procesów technologicznych należących do określonej klasy oraz zasady i reguły projektowania – wiedza technologiczna WT. METRO - model działania powodujące zmianę stanu przedmiotu obrabianego; MEOPO - model działania powodujące zmianę położenia obiektu w systemie (narzędzia -N, przedmiotu -PO, oprzyrządowania wymiennego - ZPW/ZNW); MEIDO - model działania porównujące charakterystykę rzeczywistą przedmiotu w odniesieniu do charakterystyki zadanej; MSPO – model struktury procesu technologicznego obróbki. 50 Na podstawie wzorca procesu i analizie przynależności przedmiotu do określonej klasy, generowany jest PTO - polega na: • wyznaczeniu w oparciu o wzorzec stanów pośrednich przedmiotu obrabianego od stanu gotowego wyrobu do stanu półfabrykatu, • wyznaczenia sposobów i środków technicznych realizacji wyznaczonych stanów pośrednich w systemie wytwarzania od stanu półfabrykatu do stanu gotowego wyrobu. 51 Stany pośrednie opisuje sekwencja wyrażeń: POW = SpW = (CW, WW,ΨW) SpW-1 = SpW + TW….. POi-1 = Spi-1 = (CW-1 , WW-1,ΨW-1) Spi-1 = Spi + Ti….. PO1 = Sp1 = (C1, W1,Ψ1) POW – stan gotowy wyrobu; Spw - stan pośredni przedmiotu obrabianego w stanie wyrobu, CW – cechy przedmiotu gotowego; WW - zbiór więzi nałożonych na cechy przedmiotu gotowego; ΨW – transformacie (zbiór) do uzyskania przedmiotu gotowego 52 cd. stany pośrednie opisuje sekwencja wyrażeń: Kolejne zbiory transformacji TW, TW-1,..., Ti ... są zależne od generowanych działań, dla wykonania zidentyfikowanych cech technologicznych ci1, ci2 , € Ci. W wyniku • iteracyjnego postępowania, generowanie są stany pośrednie. POW = SpW →Tw Spw-1 →Tw-1 … →Ti Spi… = POi… →T2 Sp2 →T1 Sp1 = POp 53 Przedmiot obrabiany w stanie półfabrykatu opisuje wyrażenie: Spp = Sp1 + Tp POP = SpP = (CP, WP,ΨP) CP - zbiór cech półfabrykatu, WP - zbiór więzi nałożonych na cechy przedmiotu w stanie półfabrykatu, ΨP -zbiór więzi nałożonych na cechy przedmiotu w stanie końcowym. 54 Projektowanie procesu technologicznego w warunkach współbieżnego rozwoju wyrobu 55 Wymagania dla systemów projektowania procesów technologicznych obróbki: • zdolność do projektowania procesów technologicznych obróbki dla szerokiego spektrum typowych części maszyn, elementów składowych wyrobów; • zdolność do projektowania procesów technologicznych obróbki przy uwzględnieniu dysponowanych możliwości systemu wytwarzania; 56 cd. wymagania dla systemów projektowania procesów technologicznych obróbki: • zdolność do generowania szeregu wariantów procesu technologicznego z różnym stopniem szczegółowości opracowania. 57 Generacyjne szkielety CAPP umożliwiają: • zapis, modyfikację i przetwarzanie wiedzy technologicznej (repozytoria wiedzy); • zapis technologicznych charakterystyk systemu wytwarzania ukierunkowanych na charakterystykę realizowanych w przedsiębiorstwie procesów wytwórczych; • generowanie rozwiązań na różnym poziomie szczegółowości. 58 CAPP - inżynieria współbieżna wymaga wiedzy: • o strukturze procesu technologicznego dla typowych części określaną jako wiedzę 1 rodzaju, • określającą strategii przetwarzania, zależną od przyjętej metody projektowania określaną jako wiedzę technologicznej 2 rodzaju. 59 Generowania procesu technologicznego obróbki: 1. Dane wejściowe: • Dane o przedmiocie obrabianym przechowywane są w obiektowej bazie wyrobu zorientowanej na cechy technologiczne. Model wyrobu reprezentowany jest za pomocą obiektów. Obiekt jest strukturą programistyczną łączącą w sobie dane (pola) oraz metody (procedury, funkcje) przetwarzające te dane. Obiekty komunikują się ze sobą za pomocą komunikatów. 60 cd. generowania procesu technologicznego obróbki: • 2. Bazy danych możliwości technologicznych systemu wytwarzania. Część pierwsza opisuje system wytwarzania i jego elementy składowe. Część druga określa możliwości realizacji działań typu transformator, operator i identyfikator w charakteryzowanym systemie wytwarzania. 61 cd. generowania procesu technologicznego obróbki: 3. Bazy danych normatywów technologicznych naddatków obróbkowych: • wiedzę określającą zasady wyboru typu technologicznego przedmiotu obrabianego, dla którego określić można uogólnioną strukturę procesu technologicznego obróbki ; 62 cd. generowania procesu technologicznego obróbki: cd. 3. Bazy danych normatywów technologicznych naddatków obróbkowych: • wiedzę określającą zasady wyboru typu półfabrykatu, dla wybranego typu technologicznego przedmiotu obrabianego; 63 cd. generowania procesu technologicznego obróbki: cd. 3. Bazy danych normatywów technologicznych naddatków obróbkowych: • wiedzę określającą zasady i reguły projektowania procesu technologicznego półfabrykatu; 64 cd. generowania procesu technologicznego obróbki: cd. 3. Bazy danych normatywów technologicznych naddatków obróbkowych: • wiedzę określającą zasady i reguły projektowania procesu technologicznego obróbki. 65 Etapy projektowania: • wybór uogólnionej struktury procesu technologicznego obróbki (ETAP I); • projektowanie rewersyjne półfabrykatu i stanów pośrednich przedmiotu obrabianego • (ETAP II); • generowanie procesu technologicznego obróbki (ETAP III). 66 TPP - baza : • statyczna baza wiedzy o firmie (zasoby – ludzkie, maszyny, indeksy, narzędzia, programy dla obrabiarek, robotników); • dynamiczna (planowanie i zarządzanie operacyjne). 67 Kartoteka TPP - struktura wyrobu udziela odpowiedzi na pytania: • ile i jakich zespołów, podzespołów, części, surowców potrzeba na wyprodukowanie zadanej liczby wyrobów? • ile i jakie wyroby gotowe można wyprodukować na podstawie danych zespołów, komponentów, części? • w jakich wyrobach, podzespołach występują dany element, podzespół, materiał? 68 Kartoteka TPP - przebieg operacji: • dane w układzie statycznym - jakie operacje, w jakiej kolejności, na jakich maszynach, jacy są potrzebne pracownicy aby wyprodukować dany wyrób (kartoteka marszrut technologicznych); • dobór maszyn i pracowników odbywa się na poziomie operacyjnym; 69 Kartoteka operacji technologicznych korzysta z kartotek: • • • • • stanowisk; grup maszyn; kwalifikacji pracowników; indeksów elementów; materiałów. 70 Dokumentacja warsztatowa (DW) 71 Funkcje i zadania DW: • identyfikacyjna – oznaczenie elementu lub pojemnika, w którym znajduje się element; • określenie sposobu wykonania elementu – dane z TPP (system CAPP); • nośnik informacji – przygotowanie danych (akwizycja) z procesu wytwarzania – polega na umieszczeniu informacji usprawniających proces pozyskiwania danych z procesu wytwarzania, rejestracje pracochłonności itd. 72 Przewodnik warsztatowy (PW) część A zawiera dane dotyczące: • zlecenia, do którego element ten jest potrzebny; • autorów procesu; • oznaczenia dokumentacji rysunkowej, a także (w przypadku stałych miejsc składowania) lokalizację, gdzie element powinien się znajdować po wykonaniu każdej z operacji procesu wytwarzania; 73 cd. przewodnik warsztatowy (PW) część A zawiera dane dotyczące: • kodów kreskowych, zastosowanych w celu wspomagania procesu obrotu materiałowego, dokumentów rozchodowych (RW) i przychodowych (PW) . 74 Przewodnik warsztatowy (PW) część B zawiera dane dotyczące: • składników i materiałów potrzebnych do realizacji procesu, który zawiera karty limitowe na pobrania materiałowe; • obrotu dokumentacją elementów wysyłanych do kooperacji (np. składnik: malowanie); 75 Przewodnik warsztatowy (PW) część C zawiera dane dotyczące: • operacji procesu wytwarzania wraz z opisem zabiegów oraz kodami kreskowymi dla rejestracji procesu wytwarzania. 76 Dystrybucja dokumentacji 77 Wariant tradycyjny – dokumentacja papierowa: • „rozdzielca” dostarcza dokumentację konstrukcyjną; • przebieg procesu jest w przewodniku warsztatowym umieszczony w pojemniku; • dane z przewodnika z wykorzystaniem kodów kreskowych i skanerów są rejestrowane na komputerowych stanowiskach do rejestracji. 78 Wariant tradycyjny - wady: • utrudnienie zarządzania zmianami w organizacji procesu wytwarzania, zarówno co do priorytetów wykonywanych prac, jak i zmianami w samym procesie - problem ten rozwiązywany jest za pomocą poleceń ustnych lub z wykorzystaniem dodatkowego dokumentu przekazywanego na stanowisko pracy. np. karty pracy; 79 Wariant bezpapierowy: • funkcje identyfikacyjną przejmują np. znaczniki RFID; • polecenia o kolejności wykonania elementów, dokumentacja konstrukcyjna, proces wytwarzania są dostępne z panelu operatorskiego, dostępnego na stanowisku pracy; • panel operatorski zapewnia akwizycję danych, przywołanie służb serwisowych itp. 80 cd. wariant bezpapierowy: • karta pracy przybiera formę wirtualną; • panel operatorski zapewnia możliwość akwizycji danych czy też przywołanie służb serwisowych itp. 81 Wariant hybrydowy: • związane jest z „wąskimi gardłami” procesu wytwarzania, które podlegają monitorowaniu; • powyższe stanowiska umożliwiają komunikację z maszyną na pomocą narzędzi MES; • system zarządzania, np. klasy ERP, przekazuje dane o kolejności wykonywanych zleceń produkcyjnych, podaje parametry obróbki (np. numer programu CNC) i zwrotnie pobiera informację o wykonanych elementach. 82 Dziękuję 83