MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA W ODLEWNI SYSTEMU KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA PROCESÓW WYTWARZANIA "SYSKLASS"

Transkrypt

1 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2001, Rocznik 1, Nr 1 (1/2) Archives of Foundry Year 2001, Volume 1, Book 1 (1/2) PAN - Katowice PL ISSN MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA W ODLEWNI SYSTEMU KOMPUTEROWEGO WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA PROCESÓW WYTWARZANIA "SYSKLASS" B. PISAREK 1 Katedra Systemów Produkcji, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, Łódź STRESZCZENIE W pracy przedstawiono założenia i możliwości wykorzystania systemu komput e- rowego wspomagania procesów wytwarzania SYSKLASS w zakresie technicznego przygotowania produkcji w odlewni. Key words: technical production preparation, group technology, concurrent engineering, KNOW-HOW base, CIM, SYSKLASS. 1. WSTĘP Techniczne przygotowanie produkcji (TPP) odlewów swoim zakresem obejmuje opracowanie dokumentacji konstrukcyjnej i technologicznej. W zależności od stopnia skomplikowania odlewu, wielkości serii i rodzaju technologii może ona być kształt o- wana według następujących odmian projektów procesu technologicznego odlewania: uproszczonego, pełnego, rozwiniętego czy też mieszanego [1]. Poprawnie przygotowana, w zależności od rodzaju projektu, powinna zawierać następujące informacje [2,3]: - co ma być produkowane, jaka jest wielkość serii, z jakiego materiału oraz jakie są warunki technicznego odbioru gotowego odlewu, - jakie są warianty technologii wykonania odlewu, - jak, kiedy, gdzie, na jakich stanowiskach oraz w jaki sposób będą wykonane poszczególne operacje, 1 dr inż., bpisarek@ck-sg.p.lodz.pl 275

2 - które komórki organizacyjne będą realizować poszczególne etapy procesu produkcyjnego, ilu i jakich pracowników trzeba zatrudnić przy tej produkcji, - ile będzie kosztować wyprodukowanie odlewu. Istotny wpływ na treść, sposób przygotowania i obieg dokumentów w odlewniach ma wprowadzenie w nich systemów zapewnienia jakości [3]. Do zarządzania przepływem informacji w odlewni związanych ze sporządzeniem i obiegiem dokumentacji opisowej czy też rysunkowej, stosuje się programy komp uterowe realizujące ideę projektowania współbieżnego (ang. concurent engineering) [4]. Przykładem takiego programu może być Euclid Design Manager skonfigurowany do zarządzania dokumentacją odlewni [2]. Istnieje również możliwość zastosowania w odlewniach systemu komputerowego wspomagania projektowania procesów wytwarzania SYSKLASS Słowackiej firmy GTSystems [5], której przedstawicielem w Polsce jest firma Komputerowe Systemy Inżynierskie s.c. w Bielsku-Białej [6]. 2. ZAŁOŻENIA SYSTEMU KOMPUTEROWEGO SYSKLASS SYSKLASS jest zintegrowanym pakietem, kompleksowo wspomagającym projektowanie procesów produkcyjnych [5]. Z założenia oparty jest na zasadach techn ologii grupowej (ang. group technology), co umożliwia realizację idei elastycznej produkcji w zakresie jej przygotowania. System został zaprojektowany dla potrzeb przemysłu maszynowego. W Katedrze Systemów Produkcji PŁ prowadzi się obecnie prace adapt a- cyjne systemu SYSKLASS dla potrzeb odlewni. Poniżej przedstawiono częściowe wyniki tych prac. 3. MOŻLIWOŚCI WYKORZYS TANIA W ODLEWNI SYSTEMU KOMPUTEROWEGO SYSKLASS Możliwości wykorzystania w odlewni systemu komputerowego SYSKLASS opracowano na podstawie opisu systemu przedstawionego w pracach [5,6]. Analizując potrzeby technicznego przygotowania produkcji w odlewni wprowadzono zmiany w nazewnictwie i zawartości wybranych modułów oraz zawartości poszczególnych baz pomocniczych. System SYSKLASS oparty na zasadach technologii grupowej umożliwia określenie miary podobieństwa odlewów. Odlewy można porównywać biorąc pod uwagę kształt geometryczny, wymiary, dokładność czy też technologię odlewania. Przy projektowaniu nowych odlewów klasyfikuje się je do grup wyrobów technologicznie podobnych. Opracowanie klasyfikatorów grupujących odlewy według podobieństwa z punktu widzenia różnych kryteriów, stwarza między innymi podstawę do stworzenia odpowie d- nich struktur bazodanowych, w którym mogą być przechowywane wszystkie niezbędne informacje o danym odlewie. Na rysunku 1 przedstawiono budowę bazy odlewów tec h- nologicznie podobnych i zasady ich określania. 276

3 ARCHIWUM ODLEWNICTWA a - i-ta grupa przedmiotowa i Postać konstrukcyjna Rodzaj stopu Baza danych o przedstawicielu grupy odlewów Właściwości Technologia odlewania Faza procesu wytwarzania Baza danych o przedstawicielu podgrupy odlewów Rys. 1. Zasady określania odlewu technologicznie podobnego Fig. 1. Principles of definitions of similar casts technologically Podstawowym założeniem koncepcji technologii grupowej jest klasyfikacja odlewów, które tworzą całość produkowanego asortymentu, na grupy o zbliżonych, bądź prawie jednakowych własnościach technologicznych. Przy określaniu podobieństwa odlewów pomocnymi są systemy komputerowe takie jak: CAD (ang. Computer Aided Design) komputerowo wspomagane projektowanie wyrobów i metod wytwarzania i CAPP (ang. 277

4 Computer Aided Process Planning) komputerowo wspomagane przygotowanie procesów produkcyjnych i planowanie produkcji. SYSKLASS pozwala na stworzenie jednej centralnej bazy wiedzy odlewni (ang. KNOW-HOW base) umożliwiającej opracowanie dokumentacji odlewniczej (konstru k- cyjnej i technologicznej), rozwinięć konstrukcyjnych, projektowanie procesów wytwarzania oraz przekazywanie zleceń produkcyjnych wraz z kalkulacją kosztów. Modułem systemu SYSKLASS umożliwiającym rozbudowę bazy KNOW -HOW odlewni jest moduł informacyjny Ekspert. Ekran z rozwiniętym menu Eksperta przedstawiono na rysunku 2. Rys. 2. Ekran modułu Ekspert Fig. 2. Screen of unit Ekspert Dzięki temu modułowi można uzyskać szereg informacji katalogowych, niezbędnych przy tworzeniu dokumentacji TPP, np.: wykazów (odlewów, narzędzi, materiałów itd.), norm materiałowych, norm wydajności pracy czy też procesów techno logicznych. Moduł ten obsługuje szereg bazy pomocniczych. Przykładowe ekrany tych baz oraz charakterystycznych modułów przedstawiono na rysunkach Baza odlewanych wyrobów - jest to baza wszystkich opracowanych odlewów (rys. 3). Wyszukiwanie dokumentacji odlewu dokonuje się przez klasyfikator graficzny lub przez podanie charakterystycznych parametrów odlewu. 2. Baza materiałów - jest to baza zawierająca opis stopów odlewniczych (rys. 4). Podane są w niej informacje dotyczące: numeru normy, składu chemicznego, zabiegów na ciekłym stopie, charakterystycznych temperatur itp. 3. Baza półproduktów - jest to baza zawierająca opis materiałów wsadowych do wytopu stopów odlewniczych i półwyrobów hutniczych (rys. 5). Podane są w niej informacje dotyczące: numeru normy, składu chemicznego. 278

5 ARCHIWUM ODLEWNICTWA 4. Baza symboli półwyrobów - jest to baza oznaczeń i skrótów oznaczeń półwyrobów. Każde oznaczenie jest nośnikiem dodatkowych informacji niezbędnych przy opracowywaniu normy materiałowej, np. informacji o podstawowych wymiarach półwyrobów, sposobie dzielenia, czy sposobie obliczenia normy materiałowej. Rys. 3. Ekran bazy Odlewanych wyrobów Fig. 3. Screen of base of Castings 5. Baza części znormalizowanych - jest to baza zawierająca opis części znormalizowanych wykorzystywanych do budowy oprzyrządowania odlewniczego (płyt modelowych, rdzennic). Podane są w niej informacje dotyczące np.: n u- meru normy, charakterystycznych wymiarów. 6. Baza materiałów pomocniczych - jest to baza zawierająca opis materiałów niezbędnych do przygotowania jednorazowych form i rdzeni. Podane są w niej informacje dotyczące np.: numeru normy, składu chemicznego, składu ziarn o- wego itp. 7. Baza magazynowa - jest to baza zawierająca opis składowanych w magazynie materiałów. Podane są w niej informacje dotyczące np.: numeru normy, symboli, wymiarów, ciężaru, cen, ilości. Program umożliwia aktualizację danych dotyczących materiałów znajdujących się w magazynie oraz tworzenie nowych zamówień na materiały. 279

6 8. Baza stanowisk pracy - jest to baza opisująca stanowiska produkcyjne w danej firmie. Każde stanowisko ma przydzielony siedmiocyfrowy kod. 9. Baza operacji - jest to baza możliwych do wykonania operacji na poszczegó l- nych stanowiskach pracy. 10. Normy wydajności pracy - jest to baza typowych zabiegów, którym przypis u- je się różne funkcje matematyczne wykorzystywane do wyznaczania norm wydajności pracy. 11. Zaszeregowanie robót - jest to baza stawek "minutowych" i "godzinowych" dla zdefiniowanych grup zaszeregowania robót. 12. Baza wydziałów - jest to baza opisująca wydziały w przedsiębiorstwie. Zawiera ona wykaz wszystkich maszyn znajdujących się na każdym wydziale. 13. Baza narzędzi i przyrządów - jest to baza opisująca stosowane w odlewni narzędzia i przyrządy. Podane są w niej informacje dotyczące np.: numeru no r- my, charakterystycznych wymiarów. 14. Baza danych parametrów - jest to baza opisująca główne i pomocnicze parametry produkowanych odlewów, części znormalizowanych, materiałów, materiałów pomocniczych, narzędzi, półproduktów, stanowisk i wydziałów. 15. Baza naddatków - jest to baza zawierająca parametry związane z ustaleniem naddatków wynikających z obróbki skrawaniem odlewów. Bazy danych Eksperta podlegają ciągłej zmianie, dlatego też dostęp do nich i dokon y- wanie w nich zmian możliwe jest tylko dla wyznaczonych pracowników o odpowie d- nich, z góry określonych, prawach dostępu. Zmiana w systemie SYSKLASS (rys. 6) jest charakterystycznym pojęciem obejmującym następujące operacje wykonywane w programie: - wprowadzenie nowego odlewu (dokumentacji) do systemu, - usunięcie odlewu (dokumentacji) z systemu, - modyfikację jakichkolwiek danych w dokumentacji. System SYSKLASS został opracowany jako podstawa do tworzenia bazy KNOW- HOW przedsiębiorstwa i współpracy z innymi aplikacjami wspomagającymi w zakresie sterowania produkcją i tworzeniem dokumentacji konstrukcyjnej. W ramach tej tematyki opracowano szereg modułów mających na celu integrację bądź transfer danych pomiędzy różnymi systemami. Jako przykład można podać moduł spełniający rolę men e- dżera przy tworzeniu dokumentacji konstrukcyjnej. Otwartość SYSKLASSA sprawia, że pozwala on zarządzać praktycznie każdym systemem CAD (m. in. AutoCAD, Logo- CAD, SolidWorks, SolidEdge itp.). Z opracowanej dokumentacji konstrukcyjnej można w SYSKLASS-ie korzystać posługując się dowolną przeglądarką do rysunków. Moduł konstrukcyjny systemu SYSKLASS obsługuje bazę rysunków i bazę konstru k- cyjnych wykazów części (rys. 7 i 8). System automatycznie zapisuje następujące info r- macje: kto rysunek założył, zmienił, zatwierdził, archiwizował. 280

7 Rys. 4. Ekran bazy Materiałów Fig. 4. Screen of base of Materials

8 Rys. 5. Ekran bazy Półproduktów Fig. 5. Screen of base of Semi-Finished Product Przy opracowywaniu nowego rysunku generowany jest niepowtarzalny numer pliku rysunkowego. Rysunki można kopiować, przenosić, tworzyć nowe wersje, zatwierdzać itd. Możliwe jest tworzenie rozwinięć konstrukcyjnych wyrobów poprzez logic z- nie powiązanie ze sobą rysunków oraz elementów normowych z bazy artykułów. Przy opracowywaniu nowej dokumentacji możliwe jest skorzystanie z dokument a- cji opracowanych wcześniej odlewów (części), tzn. z dokumentacji konstrukcyjnej, procesu wytwarzania, informacji o materiale i o półwyrobach, czy też użytych narzędziach. Pozwala to na zaoszczędzenie czasu i obniżenie kosztów projektowania i wytwarzania odlewów. Konstruktor przy projektowaniu dowolnego odlewu korzysta z katalogu przedstawicieli kształtu i wybiera konstrukcję wzorcową oraz dokonuje zmian w dokumentacji dost o- sowując ją do nowego wyrobu. Wiąże się to z opracowaniem nagłówka konstrukcyjn e- go, wykonania rysunków zgodnie z wymaganiami projektu technologicznego odlewania, sklasyfikowania nowego odlewu i opracowania normy materiałowej. Moduł technologiczny systemu SYSKLASS obsługuje bazę materiałów, narzędzi, obrabiarek, typowych operacji technologicznych, stanowis k pracy, półfabrykatów. Poprzez logiczne powiązanie informacji zawartych w powyższych bazach można zaprojektować proces technologiczny dowolnego elementu. 282

9 ARCHIWUM ODLEWNICTWA W dokumentacji każdej operacji występują, w zależności od jej rodzaju, odpowiednio następujące informacje: nagłówek operacji, opis operacji, wykaz narzędzi, karta kontroli, karta obróbki cieplnej, karta obróbki powierzchni oraz rysunek. Rys. 6. Ekran modułu Dokumentacja Fig. 6. Screen of unit Documentation Dużym ułatwieniem przy doborze i aktualizacji danych dotyczących np. narzędzi jest możliwość skorzystania z metody "przesuń i puść", jaką daje system WINDOWS, oraz opcje kontekstowego menu. Przy opracowywaniu opisów zabiegów można skorzystać z bazy pomocniczej Norm wydajności pracy, poprzez wybór odpowiednich zabiegów z bazy typowych zabiegów (rys. 9 i 10). Podanie odpowiednich parametrów operacji umożliwia automatycznie obliczenie przez program normatywów czas owych. Moduł kalkulacyjny systemu SYSKLASS pozwala na dowolne definiowanie przez użytkownika spisów, dotyczących zarówno pojedynczych wytwarzanych odlewów (części) jak również i zleceń produkcyjnych. Pozwala to na kalkulację kosztów, obciążenia stanowisk, tworzenia wykazów potrzebnych narzędzi i przyrządów itp. Dla usprawnienia pracy z systemem SYSKLASS w module System (rys. 11) istnieją następujące programy pomocnicze: 283

10 Rys. 7. Ekran modułu Menadżer Fig. 7. Screen of unit Manager

11 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 8. Ekran modułu Praca z elementem Fig. 8. Screen of unit Work with Element - Poczta - przesyłanie informacji użytkownikom systemu nawet wtedy, gdy aktualnie nie pracują w sieci. - Notes - zapisywanie przez indywidualnych użytkowników własnych notatek w zdefiniowanych przez siebie rozdziałach. - Kalendarz - aktualizowanie dni zgodnie z planem pracy w zakładzie. - Kartoteka - kartoteka współpracujących firm. - Obliczenie tolerancji - obliczanie tolerancji dla zadanego wymiaru nominalnego otworu lub wałka, pasowania i stopnia dokładności. - Ustawienia użytkownika - dostosowanie systemu SYSKLASS do indywidualnych potrzeb użytkownika. - Błędy systemu rejestracja i analiza powstałych błędów podczas pracy systemu. 285

12 Rys. 9. Ekran funkcji Proces technologiczny modułu Praca z elementem Fig. 9. Screen of function Manufacturing Process of unit Work with Element 4. MOŻLIWOŚCI SYSTEMU SYSKLASS Celem systemu SYSKLASS jest zarządzanie dokumentacją techniczną, oraz pełna integracja działań związanych z dokonywaniem zmian w dokumentacji, zgodnie z wymaganiami normy ISO serii W zakresie zarządzania dokumentacją SYSKLASS oferuje dostęp do kompletnych projektów (dokumentacji, wykazów części, zleceń) dla wszystkich użytkowników według przyznanych im praw dostępu. 286

13 Hierarchiczna struktura operacji i zabiegów technologicznych Rys. 10. Ekran bazy Normy wydajności pracy Fig. 10. Screen of base of Output Standards of Productivity Katalogi graficznych prezentacji operacji i zabiegów technologicznych Graficzna prezentacja operacji i zabiegów technologicznych

14 Rys. 11. Ekran modułu System Fig. 11. Screen of unit System Umożliwia on przechowywanie dokumentacji tylko w jednym egzemplarzu tzn. w postaci elektronicznej, z możliwością wydruku według potrzeb. System umożliwia aut o- matyczne zarządzanie wersjami dokumentacji technicznej i określanie przez użytkownika stanu kompletności dokumentacji, umożliwiających wykonanie pewnych operacji. Istnieje możliwość tworzenia wymaganego obiegu tworzonej dokumentacji (ang. WorkFlow) i automatyczne tworzenie zapisów dotyczących wszystkich zmian dokonywanych w dokumentacji (elektroniczny podpis). System automatycznie opisuje każdy element dokumentacji i archiwizuje dokumenty. Dzięki możliwości zastosowania d o- wolnej przeglądarki umożliwiającej podgląd rysunku stworzonego w systemie CAD rysunkowa dokumentacja konstrukcyjna jest dostępna dla wszystkich uprawnionych pracowników. WNIOSKI Współpraca z systemami CAD z jednej strony integruje SYSKLASS-a z aplikacjami wdrożonymi w biurze konstrukcyjnym, z drugiej strony pozwala na integrację z systemami klasy MRP II do planowania i sterowania produkcją. Jako przykłady 288

15 ARCHIWUM ODLEWNICTWA można podać współpracę systemu SYSKLASS z systemami: BAAN, SAAP R3, MAX, COMET. Wdrożenie systemu SYSKLASS w odlewniach może przynieść następujące efekty: - radykalne skrócenie wszystkich etapów TPP, - obniżenie nakładów na TPP nowych odlewów, - obniżenie i optymalizacja asortymentu produkcyjnego oraz oprzyrządowania i narzędzi specjalnych dzięki zastosowaniu filozofii technologii grupowej; - zwiększenie jakości i efektywności TPP; - wyraźna redukcja czynności rutynowych, a zwiększenie udziału czynności twórczych w pracach TPP; - radykalne zwiększenie elastyczności TPP. LITERATURA [1] M.Perzyk, K Błaszkowski, R. Haratym, S. Waszkiewicz: Materiały do projektowania procesów odlewniczych. PWN, Warszawa (1990). [2] M.Perzyk, S. Waszkiewicz, M. Kaczorowski, A. Jopkiewicz: Odlewnictwo. WNT, Warszawa (2000). [3] Zarządzanie jakością i zapewnienie jakości. Zestaw norm PN-ISO 8402 i Wydawnictwa Normalizacyjne ALFA-WERO Sp. z o.o. Warszawa (1998) [4] C. D. Orogo, H. D. Callihan, G. K. Sigworth, H. A. Kuhn: A Vision of Computer - Aided Casting in the Year Modern Casting, October (1993). [5] J. Matuszek, D. Plinta: System komputerowego wspomagania projektowania procesów wytwarzania "SYSKLAS". Wyd. Polit. Łódzkiej Filii w Bielsku-Białej, Bielsko- Biała (2000) [6] J. Imielski, M. Kabut: Przewodnik po systemie SYSKLASS. Dokumentacja Techniczna. Komputerowe Systemy Inżynierskie s. c., Bielsko-Biała (2001) CAPABILITIES OF EMPLOYMENT IN FOUNDRY OF COMPUTER AIDED PLANNING AND MANUFACTURING SYSTEM "SYSKLASS" SUMMARY It present foundation in paper and capabilities to making use of computer aided planning and manufacturing system SYSKLASS in range of technical production preparation in foundry. Recenzował prof. dr hab. inż. Stanisław Pietrowski 289