СЕРВИС ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА КАК ЭФФЕКТВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

SERVICE OF PRODUCTION ENGINEERING SERVICES AS AN EFFICIENT TOOL OF TECHNOLOGIC PRODUCTION MODERNISATION

korablev.a@r-p-c.ru
Popov V. N., Candidate in geophysics, Software and Computing in High-Technology Business Department Chairman R&D Assistant, ITMO University, St. Petersburg, pvn98765@mail.ru
Korablyov A. V., Member of the Engineering Academy, Software and Computing in High-Technology Business Department Chairman, Candidate in Economics, ITMO University, St. Petersburg, korablev.a@r-p-c.ru

Аннотация
Необходимость и выгоды технологической модернизации промышленного производства очевидны. Однако на практике предприятия РФ на пути технологической модернизации своего производства встречают многочисленные препятствия, причины которых связаны с высокими рисками как инвестора, так и самого предприятия провести модернизацию эффективно, достичь планируемых целей и показателей без превышения бюджета и сроков. Сервис аутсорсинга технологической подготовки производства (ТПП) предприятий машиностроения и приборостроения, базируясь на высокопроизводительных системах АСТПП, включающих обширные базы знаний по ТПП, обеспечивает пошаговое, хорошо масштабируемое и контролируемое, экономичное внедрение новых технологических решений и принципов бережливого производства в ТПП, отсутствие высоких разовых затрат и экономию в целом средств на ТПП для предприятий – пользователей сервиса. Новые решения по ТПП становятся не просто решениями по выпуску очередной партии продукции, шагом по пути укрепления экономической эффективности производства – они поднимают научно-технический уровень технологического потенциала предприятий – заказчиков услуг сервиса. Веб-сервис помогает внедрению технологий виртуального моделирования производства, выстраиванию производственных цепочек технологически взаимодополняющих производственных мощностей заказчиков, встраиванию в цепочки недостающих ресурсов высокопроизводительного или высокоточного оборудования. Веб-сервис технологической подготовки производства в условиях становления «цифровой экономики» и с учетом парадигмы «экономики знаний» способен системно структурировать и объединить усилия предприятий, конструкторско-технологических бюро, технической интеллигенции из всех регионов РФ по сохранению и преумножению научно-технического потенциала промышленности.
Ключевые слова: Веб-сервис, технологическая подготовка производства, ТПП, технологическая модернизация предприятий машиностроения

Abstract
Necessity and profit of technologic modernization of industrial production are evident. Nevertheless, as a matter of actual practice, Russian enterprises, in their efforts to modernize its production technologically, face various impediments caused by high risks of both investors and the enterprises themselves to perform the modernization efficiently, to reach their projected goals and showings on budget and before the time-limit. Production design (PD) service of mechanic and instrument engineering, based on high-performance CAM systems, including rich PD knowledge bases, provides a step-by-step, scalable, manageable, and cost-effective implementation of innovations, lean production principles in PD, absence of high one-off costs, and general cost-effectiveness of PD for enterprises – service users. PD innovations appear to rise the sci-tech level of technological potential of the enterprises – owners of the services, rather than just decisions on another production lot release or a step to strengthen the cost-effectiveness of the production. PD web-service helps to implement the production virtual simulation technologies, to arrange production chains of mutually reinforcing a customer’s production assets, to slip absent resources of high-capacity and close control equipment in the chains. Under the conditions of the digital economics establishment, with a glance to the knowledge-driven economy paradigm, the PD web-service is able to structure and to combine the efforts of enterprises, engineering offices, and white collars from all the Russian Federation to save and to increase considerably the production sector sci-tech facilities.

В настоящее время необходимость технологической модернизации производства РФ в целях повышения производительности труда и роста ВВП страны осознана почти всеми – и правительством, и промышленными предприятиями, и представителями научно-технической и экономической элит. Однако на путях практической модернизации машиностроительной промышленности РФ встречается не мало преград и сложностей, изложенных в [1,2,3 ]. Анализ причин сложившейся ситуации выходит за рамки этой статьи, однако важно отметить необходимость минимизации рисков как промышленных предприятий, так и потенциальных инвесторов при внедрении инновационных методов и технологий промышленного производства. Гарантировано учитывать риски возврата финансовых средств в инновации промышленного производства, в его технологическую модернизацию весьма сложно. Авторы этой статьи предлагают промышленным предприятиям и технической интеллигенции РФ свой взгляд на системные меры в данной сфере и, прежде всего, на уровне экономического развития и взаимодействия, контролируемого самими предприятиями, конструкторско-технологическими бюро, университетами и промышленными колледжами.
Использование современных информационных технологий и транспортной среды интернет может оказать существенную помощь для создания благоприятных условий технологической модернизации производства РФ и СНГ, при решении непростых задач в обозначенной сфере. В частности, Веб-сервис технологической подготовки производства в условиях становления «цифровой экономики» может стать не только востребованным и рентабельным направлением бизнеса. Его создание с учетом парадигмы «экономики знаний» способно системно структурировать и объединить усилия предприятий, конструкторско-технологических бюро, инженерно-технических экспертов РФ. Санкт-Петербургский университет ИТМО, участвующий в становлении цифровой экономики знаний, имеет опыт создания интегрированной технологической среды, опирающейся на возможности САПР Catia и среду ENOVIA Smart Team [4]. В настоящее время кафедра ИСТВБ университета ИТМО, в содружестве с несколькими предприятиями кластера высоких технологий и инжиниринга СЗФО РФ, завершает создание веб-сервиса технологической подготовки производства (ТПП), опирающегося не только на разработки компании Dassault Systemes, но и более экономичные по условиям лицензирования отечественные и зарубежные САПР, автоматизированные системы ТПП (АСТПП) и PDM – системы инженерного документооборота. Команда проекта работает над различными аспектами повышения эффективности ТПП. Их разработки опираются на богатый опыт создания АСТПП, уходящих корнями в решения, формировавшиеся еще в СССР под руководством Н. Г. Бруевича, Г. К. Горанского, Н. М. Капустина, С. П. Митрофанова, В. В. Павлова, В. Д. Цветкова [4]. В частности, на КАСАПР ТП - описанную ее автором В.З Рудым в [ 5 ], и описание ее использования на предприятиях и в учебном процессе см. [ 6 ]. Эту АСТПП, несмотря на сложный интерфейс и др. причины, затрудняющие работу с ней недостаточно подготовленных пользователей, отличает обширная база знаний по ТПП, методология и язык запросов на автоматизированный синтез технологических процессов (ТП). Что обеспечивает многократное повышение производительности работы технологов с этой системой, по сравнению с известными российскими и зарубежными АСТПП. Последние (за не многими исключениями, например, системы российской компании Гетнет «Natta» и интегрированной технологической среды ТИС, разработки ИТМО) представляют собой системы со средним уровнем автоматизации [1, 7]. Однако системы ТИС и «Natta» ориентированы на возможности САПР Catia, позволяющие конструкторам так описать поверхности проектируемых 3D моделей, что становится возможным автоматическая генерация ТП относительно не сложных деталей сборок машиностроительной продукции (для более сложных деталей ТП создается технологом в автоматизированном режиме). Необходимость использования САПР Catia и среды ENOVIA Smart Team затрудняет и удорожает внедрение указанных систем предприятиями, которые по своим масштабам не относятся к флагманам отечественного машиностроения.
На вопросах совершенствования баз знаний по ТПП, методологии и языка запросов на автоматизированный синтез технологических процессов (ТП), развиваемых командой проекта, авторы остановятся в др. публикациях. Здесь же рассмотрим вопросы проектирования сервиса аутсорсинга ТПП, поясним, как даже для малых и средних промышленных предприятий РФ и СНГ, при его использовании, создаются более благоприятные условия для проведения технологической модернизации своего производства.
Для того, чтобы предприятия – заказчики могли в полной мере воспользоваться преимуществами высоко производительных систем АСТПП, эксплуатируемых хорошо подготовленными технологами сервиса, за счет чего и достигается многократное, до 5 – 7 раз, повышение производительности их работы, доступ заказчиков к услугам аутсорсинга проектирования технологических процессов организуется с помощью эффективной портальной системы. Преимущества обращения пользователей к услугам сервиса с использованием только любого современного браузера общеизвестны: это и независимость платформ, на которых функционируют корпоративная информационная система (КИС) заказчика и информационная система (ИС) сервиса, и автоматически достигаемое поддержание удаленного доступа к ИС сервиса в актуальном и безопасном состоянии, и многие др. преимущества. Портал, сервиса аутсорсинга ТПП строится с учетом до тонкостей отлаженных и оптимизированных бизнес – процессов прохождения заказов пользователей на всех этапах его подачи, согласования, передачи на исполнение и передачи готовых документов по ТП и ТПП обратно на предприятие заказчика. Скорость прохождения заказов между всеми категориями пользователей и категориями персонала сервиса должна быть максимально высокой. Но безусловным приоритетом среди требований к функциональности портала сервиса аутсорсинга ТПП, обладают требования защищенности данных пользователя и соответствующие им механизмы обеспечения информационной безопасности на серверах портала. Помимо использования всех технических средств обеспечения защиты операционных систем, на которых устанавливаются программные модули и подсистемы портала, написания и тестирования программного обеспечения ПО этих модулей с учетом всех требований к безопасности кода и его устойчивости к попыткам несанкционированного доступа, важную роль играет четкая формализация назначения прав всех категорий пользователей портала, относящихся как ко внешним пользователям портала, так и категориям персонала сервиса, участвующим в работе сервиса.
Детальное описание распределения прав всех категорий пользователей портала в ходе выполнения многочисленных бизнес-процессов, связанных с осуществлением и выполнением заказов на разработку ТП, подготовки документации по технологической подготовке производства (ТПП) выходит за рамки этой статьи. В ее задачи входит прежде всего обратить внимание читателя на преимущества использования предприятиями сервиса аутсорсинга ТПП, на возможности его использования для экономичного и поэтапного проведения технологической модернизации своего производства. Но в сжатом виде распределение прав всех категорий пользователей портала при выполнении различных функций связанных с проектированием ТП и созданием документации по ТПП достаточно полно отражено в таблице 1.

Детально отлаженные бизнес процессы сервиса и высокая производительность труда технологов – залог невысоких цен и доступности услуг сервиса. Именно этого часто не хватает технологам предприятий и производителям АСТПП при внедрении на конкретном производстве. В среднем скорость проектирования ТП подготовленными специалистами сервиса с использованием высокопроизводительных АСТПП, обеспечивающих синтез ТП в автоматизированном режиме, в зависимости от вида продукции возрастает от 3-5ти до 5-7 раз. Эффективная работа сервиса аутсорсинга ТПП по выполнению заказов предприятий обеспечивается не только использованием производительных инструментов проектирования ТП. Системы АСТПП настраиваются высококлассными специалистами широкого профиля и используются достаточно подготовленными к производительной работе с закрепленными за ними функциями АСТПП, технологами, выполняющими основные объемы работ. Средней, относительно невысокой квалификации (и соответственно, стоимости) этих технологов - исполнителей с учетом интеллектуальной трансляции механизмами АСТПП знаний по ТПП, закладываемым в систему высококлассными специалистами, достаточно для обеспечения высокого качества проектируемых ТП. В результате обеспечиваются высокие скорость и качество проектирования ТП.
Гибкая система управления заказами промышленных предприятий по разработке ТП обеспечивает сочетание высокого качества услуг ТПП с экономичным, гибко наращиваемым характером их предоставления порталом. Предприятие заказчика получает необходимый объем услуг ТПП в строгом соответствии с потребностями своего цикла производства. Предприятию нет нужды держать избыточный штат технологов для того, чтобы справляться с пиковыми загрузками собственного технологического бюро при резком повышении объемов его работ в ходе освоения выпуска новой продукции. Именно этот фактор, наряду с невысокой ценой разработки ТП, является для предприятия основным источником экономии средств на ТПП. Штатные технологи в более комфортном, без авралов, режиме работы смогут больше внимания уделять внедрению новых прогрессивных технологий, добиваться поэтапного и эффективного повышения технологичности своих производств.
Каким образом проведение технологической модернизации с использованием услуг портала можно осуществить более экономно и эффективно? Технологи, выполняющие заказы предприятий, могут использовать любые и менее производительные АСТПП по желанию заказчиков, например, если необходимо сохранять не только документацию по ТПП, но и формируемые ими промежуточные результаты в форматах баз данных АСТПП, эксплуатируемых у заказчиков, для совместимости с форматами его архива ТПП. Но для исполнения основной массы заказов планируется использовать две встроенные в сервис высокопроизводительные АСТПП, разработанные технологами и программистами команды проекта. Первая – система генерирующего типа на основе метода синтеза ТП с использованием продвинутых баз знаний по технологиям металлообработки обеспечивает высокое качество проектирования деталей со сложными поверхностями при сокращении времени проектирования в несколько раз. Если системой уже проводилось проектирование ТП для детали близкой конструкции, то проектирование осуществляется с учетом уже накопленного опыта для конкретной формы детали. Это обеспечивается за счет самообучения АСТПП в результате пополнения ее встроенной базы знаний и настройки обширных внешних баз знаний по технологическим процессам к условиям конкретного производства и его продукции. Используя портальную систему аутсорсинга проектирования технологических процессов, консалтинг в области ТПП его специалистов при настройке внешних баз знаний под свою продукцию, предприятия могут самым экономичным способом, поэтапно включать эти знания в свои производственные процессы, проводить технологическую модернизацию производства. Внедрять основные принципы бережливого производства в одной из наиболее чувствительных областей, а именно в технологической подготовке производства. Технологическая модернизация, внедрение инновационных технологий – это один из главных рычагов повышения производительности труда работников предприятий, одно из главных направлений обеспечения конкурентоспособности их продукции.
Другой, важный для пользователя сервиса, аспект настройки к условиям конкретного производства структур данных, участвующих в описании знаний ТПП, относящихся к производству данного предприятия, заключается в следующем. Предприятию не грозит риск «пожизненной» привязки к услугам сервиса во избежание потери формируемой под его задачи базы знаний, кажущийся риск подъема цен на услуги сервиса – с ростом степени автоматизации проектирования ТП сервисом, цены будут только падать. Но при ориентире на современные тренды в области ценообразования это не является для пользователя решающим аргументом. Поэтому, сформированную в результате настройки сервисом обширных общих внешних баз знаний по ТПП, свою базу знаний ТПП конкретного предприятия, пользователи сервиса получают возможность использовать и локально, без привязки к сервису.
Так, вторая АСТПП разработчиков сервиса, также активно используемая технологами сервиса, реализует весьма простой для не подготовленного технолога, но не менее эффективный в определенных случаях, алгоритм интеллектуального поиска ближайшего прототипа конструкции детали, для которой необходимо провести ТПП. Если такой прототип существует, то размеры детали не сложно подкорректировать в этой АСТПП. Обе АСТПП имеют близкую структуру баз данных, в результате чего, база знаний, сформированная в АСТПП генерирующего типа на серверах сервиса, без проблем переносится во вторую АСТПП поискового типа. Эта АСТПП поискового типа имеет простой, легко понимаемый и используемый интерфейс.

Таким образом, эту АСТПП можно использовать в качестве архивно-поисковой системы для хранения технологических баз предприятия. Эта АСТПП передается пользователям сервиса условно бесплатно – требуется только оплата обучения работы в ней персонала предприятия. Тем самым, наработанные в сервисе, знания по ТПП, предприятие сохраняет и может использовать дальше без обращения к услугам сервиса. Архивно-поисковая система имеет возможности сохранять элементы баз знаний ТПП предприятия в любой из БД – MS Access, MS SQL, Oracle, PostgreSQL, My SQL и др. У этого решения есть и неоспоримое преимущество – легкость интеграции данных ТПП с планово-диспетчерскими и специализированными инженерными подсистемами КИС предприятий. Другим, еще более продвинутым вариантом, для крупного предприятия является лицензирование программно-технических средств веб-сервиса, дополненного средствами автоматизированного синтеза ТП, с его использованием в частном облаке предприятия.

Архивно-поисковая система, интегрированная с решениями рассматриваемого веб – сервиса ТПП, наследует от АСТПП генерирующего типа возможность организации поиска подходящего прототипа не просто по любому параметру делали. Это доступно практически в любой из БД любой современной АСТПП. Поиск организуется по целому набору признаков, детально описывающих сочетание поверхностей детали и определяющих выбор оборудования и технологических операций ее обработки. Параметры поиска задаются с использованием специального эргономичного графического интерфейса. В результате использования указанной архивно-поисковой системы (или, с некоторыми ограничениями, в бесплатно передаваемой АСТПП поискового типа) на предприятии легко найти аналог деталей продукции, относящейся к разным заказам с различной маркировкой изделий, но детали которой, имеют много общего. Этот функционал позволяет в экспресс режиме оценить степень схожести предлагаемых к производству деталей изделий с уже ранее выпускавшимися предприятием, ТПП которых уже проведена. Данный фактор важен для оценки стоимости потенциального заказа, который может получить предприятие при не завышенной, конкурентоспособной цене изготовления с достаточной нормой рентабельности, чтобы взяться за заказ.

Итак, предприятие - пользователь сервиса не только сохраняет готовые разработанные ТП для нового цикла производства продукции в будущем, при повторном заказе данного изделия. Предприятие, сохраняет и может пополнять свою интеллектуальную, способную к самообучению базу знаний о процедурах ТПП (в результате идентичности структур БД той и другой АСТПП, а также и у архивно-поисковой системы, разработка которой ведется в настоящее время).
Следует обратить внимание, что функционал портала аутсорсинга ТПП, позволит эффективно и безопасно организовать взаимодействие заказчиков и разработчиков ТП с тем, чтобы в полной мере использовать преимущества высокопроизводительных систем АСТПП и обеспечить сравнительно низкие, выгодные заказчику цены услуг сервиса аутсорсинга ТПП, повысить эффективность работы собственных технологических служб предприятий. И не только это. Клиенты сервиса получают доступ к базам знаний, как по типовым процедурам ТПП, так и продвинутым, инновационным решениям по проектированию новых технологических процессов.
Важно отметить, что базы знаний по ТПП сервиса формировались без потерь информации начиная с прототипов АСТПП реализовавшихся на БЭСМ, ЕС ЭВМ, первых ПК с Клипером, а затем Фокспро. Не все известные нам предприятия, даже флагманы отечественной индустрии, в годы, последовавшие за «перестройкой и утверждением рыночной экономики» сумели без потерь перенести свой технологический потенциал в используемые ими сегодня корпоративные информационные системы (КИС). Воспользовавшись сервисом, Предприятия получают доступ к определенной, базисной ступени такого потенциала. Отработанные же в наших АСТПП методы самообучения системы гарантируют, что по мере работы предприятия с сервисом, его индивидуальная база знаний расширяется и специализируется к его задачам. Именно это обеспечивает гарантировано высокое качество проектирования ТП сервисом при относительно невысокой стоимости работ.
Тем самым услуги аутсорсинга по невысоким, конкурентоспособным ценам не только экономят средства предприятия за счет повышения эффективности работы участвующего в разработке ТПП персонала. Решения по ТПП, становятся не просто решениями по выпуску очередной партии продукции, они поднимают научно-технический уровень технологического потенциала заказчиков. Решения по аутсорсингу ТПП совмещаются с консалтингом и внедрением прогрессивных технологических решений в производство. Одним из путей ускоренного, экономичного по затратам внедрения таких решений может стать выстраивание производственных цепочек технологически взаимодополняющих производственных мощностей с встраиванием в цепочки недостающих ресурсов высоко производительного или высоко точного оборудования. С расширением клиентской базы обслуживаемых предприятий и баз данных по их станочному парку и оборудованию, возможности по предоставлению таких услуг портала сервиса аутсорсинга ТПП потенциально очень велики. Алгоритмы интеллектуального поиска необходимых производственных мощностей и заказов на их загрузку с учетом нормируемой по единым критериям стоимости производства и логистики соответствующих компонентов продукции, решение сопутствующих инженерных и организационных задач формирования производственных цепочек из временно свободных производственных мощностей делает этот вид услуг портала весьма полезным инструментом повышения эффективности производства. Наряду с внедрением и консалтингом по всем методам идеологии и экономики бережливого производства, специалисты сервиса могут помочь так построить деятельность предприятия среди других в цепочках из временно свободных производственных мощностей, чтобы избежать взимания налогов за еще окончательно не произведенную и не проданную продукцию.
Дополнение инструментами виртуального моделирования процедур ТПП еще более расширяет возможности повышения производительности и снижения затрат в ходе выпуска продукции клиентов сервиса. Благодаря сервису предприятия могут получить экономичный доступ к таким технологиям, как от нашей отечественной компании, оказывавшей услуги и внедрявшей свои технологии на крупных зарубежных предприятиях, таких как Boeing и Airbus, так и от наших зарубежных партнеров с их решениями виртуального моделирования оборудования цехов и предприятий в целом, технологиями «цифровых фабрик».
Конструкторско-технологические бюро, малые инновационные предприятия научно-технологического профиля из университетов, технологи – фрилансеры, прошедшие сертификацию, в том числе из регионов и моногородов с нарушенной инфраструктурой промышленного производства, используя сервис, смогут эффективнее выходить на потребителей их ресурсов знаний, продвигать свои технологические новшества, организовывать более эффективный выпуск новой продукции. Доступ из единого портального решения с использованием услуг нашего сервиса аутсорсинга ТПП к новым методам и подходам технологической модернизации производства придадут предприятиям – заказчикам услуг сервиса значительный коммерческий, образовательный, интеллектуальный и научно-технический потенциал, обеспечат рост их конкурентоспособности.
Веб-сервис технологической подготовки производства является востребованным и рентабельным направлением бизнеса. Используя сохраненный и преумноженный потенциал технологических знаний, опыт и трудовые ресурсы штатных технологов сервиса он обеспечивает экономичное внедрение новых технологических решений и принципов бережливого производства в ТПП. Экономию средств на ТПП для предприятий – пользователей сервиса. Но на этом значение его создания не ограничивается. Созданный с учетом принципов парадигмы «цифровой экономики знаний» сервис аутсорсинга ТПП способен системно структурировать и объединить усилия обозначенных субъектов хозяйственной деятельности по переходу к реальному использованию этих принципов в области ТПП и технологической модернизации предприятий машино – и приборостроения.

Технологии инноваций

Меню

Контакты