Сергей Николаевич Ларин

Ульяновский государственный технический университет

Инструментальные средства разработки и управления процессами технологической подготовки производства машиностроительных изделий

Для опытного машиностроительного производства, продукция которого предназначена для её включения в автоматизированные системы (АС) характерна параллельная работа над несколькими изделиями, находящимися в разных состояниях их жизненного цикла: проектирование, конструирование, макетирование, разработка технологии, создание опытного образца или опытной партии или даже мелкой серии. Кроме того, параллельность работ обычно дополняется необходимостью учёта применения машиностроительных изделий (МИ) в системах типа АС, которые образуют линейки продуктов, номенклатура которых расширяется, а составляющие постоянно совершенствуются.

Отмеченная специфика опытного производства указывает на необходимость согласования жизненного цикла машиностроительных изделий с жизненным циклом АС, общий случай которого представлен стандартом ISO/MEK 12207. В состав такого согласования следует включить спиралевидное параллельное комплексирование конструкторских и технологических решений, приводящих к созданию МИ, и других действий конструкторско-технологической подготовки их производства.

Легко согласиться, что ценность МИ для АС в оговоренных условиях существенным образом зависит от того, насколько полезно будут объединены конструкторские и технологические решения и действия в опытном производстве МИ. Заметим, что управляемое и эффективное объединение конструкторских и технологических составляющих в подготовке опытного машиностроительного производства представляет собой проблему, решение которой на настоящий момент времени отсутствует.

Проблема состоит в том, что принимая оперативные технологические решения и специфицируя технологические действия необходимо принимать в расчёт не только оценки стоимости конструктивных решений, но и другие их ценности, причём в контексте спецификаций разрабатываемой АС. То же самое справедливо и для оперативных конструктивных решений и действий.

Конструктивные и технологические составляющие общей работы должны продвигать друг друга к общему согласованному решению и, кроме того, согласованному с решениями по разрабатываемой АС. К объединению совокупностей конструкторских и технологических работ целесообразно подходить с позиции потоков работ [1], которые рациональным образом интегрируются. Заметим, что (в наиболее общем плане) под потоком работ понимается автоматизация бизнес-процессов (полная или частичная, как правило, в рамках организационной структуры, описывающей функциональные роли и отношения), при которой документы, информация, задания передаются для выполнения необходимых действий от одного участника к другому в соответствии с набором процедурных правил.

В отчёте предлагается набор средств для представления и смешивания конструкторских и технологических действий, в основу построения и использования которого положено аспектно-ориентированное проектирование систем потоков работ в программном комплексе TechWIQA, созданным авторами на базе вопросно-ответной моделирующей среды WIQA [2]. Дерево задач и вопросно-ответные модели задач, порождаемые в этой среде, позволяют моделировать потоки работ в различных версиях их оперативного смешивания, обеспечивая поиск рациональных решений с использованием библиотек для типовых конструктивных и технологических работ.

В ходе адаптации в структуре информационной базы были оставлены 14 таблиц, необходимых для хранения основных данных вопросно-ответной среды, достаточных для решения поставленных задач – таблицы: проектов (Projects); вопросно-ответного протокола (QAReg); типов единиц QA-протокола (QATypes); статусов единиц QA-протокола (QAStatus); причин установления статусов единиц QA-протокола (Reason); штатного расписания (ManningTable); сотрудников – пользователей вопросно-ответной среды (Users); рабочих групп (Groups), вхождения пользователей в рабочие группы (GU); дерева организационной структуры (TreeNode); функциональных связей элементов организационной структуры (FuncLinks); назначения задач пользователям (UT); назначения задач рабочим группам (GT); плановых сроков выполнения задач (PlanDates) [2]. В соответствии с этим в других серверных компонентах были оставлены только функции, необходимые для работы с данными вышеуказанных таблиц.

Было принято решение использовать вопросно-ответный протокол для хранения данных справочников, структуры изделия, технологических процессов и документов на них (рис. 1).

Рис.1. Использование QA-моделей для хранения данных справочников, структуры изделия, тех. процессов и документов

По сравнению с добавлением специальных рабочих таблиц для этих данных такое решение позволило сократить время разработки серверной части системы, а самое главное позволило использовать реализованные для вопросно-ответного протокола механизмы ввода и редактирования данных, поиска и фильтрации данных, управления доступом, ведения истории изменений. Кроме того, такое решение позволяет легко расширять атрибутику используемых данных, проще внедрять разработанные компоненты на рабочие места с различными установленными версиями вопросно-ответной среды за счет отсутствия необходимости изменения серверных компонент и упрощения переноса данных.

Использование вопросно-ответного протокола для хранения данных предполагает автоматизированное добавление в него иерархий задач, вопросов и ответов на основе вопросно-ответных шаблонов.

Рис.2. Вопросно-ответные шаблоны

В текущей версии системы в серверную часть были включены 5 файлов таких шаблонов:

1. Вопросно-ответные шаблоны справочников (файл Directory.ini), содержащие названия и типы справочников (иерархический или списковый), а также вопросы для отражения атрибутов справочников. При необходимости использования новых справочников данный файл может быть легко дополнен, что позволяет расширять число используемых классификаторов без участия программистов.

2. Вопросно-ответный шаблон структуры изделия (файл Structure.ini), включающий вопросы для отражения атрибутов элементов изделия и списки возможных значений некоторых атрибутов. Иерархия элементов структуры изделия реализуется на базе иерархии задач QA-протокола.

3. Шаблон задач, решаемых при создании и управлении технологическими процессами (файл Tasks.ini), включающие например «Формирование документов на технологический процесс», «Разработка списка операций технологического процесса», «Нормирование операций технологического процесса» и т.д., а также номенклатуру необходимых документов.

4. Вопросно-ответный шаблон структуры технологического процесса (файл TechProc.ini), включающий вопросы для отражения атрибутов операций технологических процессов, используемого оборудования и трудозатрат в этих операциях, комплектации изделий деталями, сборочными единицами и материалами, применяемых в ходе технологического процесса инструментах и приспособлениях.

5. Вопросно-ответный шаблон маршрутной карты (MK.ini), включающий вопросы, ответы на которые необходимы для формирования маршрутных карт по всем видам форм в соответствии с выбранным видом описания технологического процесса.

В состав сервера приложения и клиентской библиотеки были включены функции для работы с данными вышеуказанных шаблонов. В окончательной версии системы набор шаблонов будет расширен за счет включения вопросно-ответных шаблонов всех остальных видов документов, создаваемых при разработке единичных технологических процессов в соответствии с ГОСТ 3.1119-83.

При доработке плагина управления организационной структурой коллектива была реализована возможность задания плановых сроков начала и завершения работ при назначении задач пользователям и рабочим группам.

Описание функциональных возможностей и принципов использования дополнительно разработанных компонент приведено в контексте общего сценария разработки и управления единичными технологическими процессами изготовления, ремонта изделий и их составных частей с использованием вопросно-ответной среды TechWIQA [1,2].

Разработанная версия вопросно-ответной среды технологической подготовки производства позволяет существенно ускорить доступ заинтересованных лиц к данным операций технологических процессов, технического нормирования, комплектам документов на них.Экономия времени достигается также при формировании технологических процессов и документов на них за счет возможностей заимствования и адаптирования фрагментов ранее разработанных процессов и документов, а также за счет автоматического формирования документов в готовом для печати виде.

Применение вопросно-ответных моделей позволяет облегчить включение в процесс разработки технологических процессов новых сотрудников за счет удобной структуризации данных, позволяющей существенно облегчить их восприятие и понимание.

Список литературы

1. С.Н. Ларин, В.А. Маклаев, П.И. Соснин. Методогический базис конструкторско-технологических решений с позиций зрелости производственных процессов/Автоматизация процессов управления. Вып. 4 (26) – Ульяновск., 2011 – С. 55 – 65.

2. А.Н. Карпушин, С.Н. Ларин, П.И. Соснин. Комплекс средств аспектно -ориентированного проектирования систем потоков работ конструкторско-технологической подготовки опытного приборостроительного производства.

3. ГОСТ 3.1119-83. ЕСТД. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные технологические процессы. М.: Издательство стандартов, 1985.