Застосування системи керування життєвим циклом виробу при виготовленні сучасних пристроїв електронної техніки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Застосування системи керування життєвим циклом виробу при виготовленні сучасних пристроїв електронної техніки

Часник Д.В., Український науково-дослідний інститут спеціальної техніки та судових експертиз Служби безпеки України

Вступ

Створення високотехнологічних виробів - складний і витратний процес, який найчастіше починається з нульової точки і охоплює формування наукового, науково-технологічного та виробничо-технологічного доробку, виготовлення макетних, експериментальних, а потім дослідних і серійних зразків. Ціна прорахунку на різних етапах розроблення дуже висока, особливо це відчутно на стадіях випуску установчої серії та серійного виробництва. Створення складних технічних виробів здійснюється завдяки використанню нових і традиційних технологій. Застосування систем керування життєвим циклом виробу (з англ. Product Lifecycle Management, або скорочено PLM) під час розробки високотехнологічних продуктів істотно знижує ймовірність помилки, оскільки пропоновані технології дають змогу на всіх стадіях ефективно керувати інформацією про виріб, бізнес-процесами та ресурсами. макетний експериментальний технологічний

Виклад основного матеріалу. PLM-системи являють собою комплексне рішення, що забезпечує, з одного боку, інтеграцію процесів і ресурсів, а з іншого - даних і різних інформаційних систем. Такий підхід дає змогу за допомогою набору рішень підтримувати спільне розроблення, менеджмент, обмін, поширення і використання інформації про виріб і керувати нею протягом усього життєвого циклу - від розробки до утилізації. На підприємствах електронної промисловості, що виконують наукомісткі проекти, що характеризуються багатономенклатурністю виробів і тривалим циклом розроблення, найактуальнішим є питання організації спільної роботи безлічі підрозділів, які взаємодіють між собою в проекті зі створення виробу.

Отже, необхідно забезпечити інтеграцію, спадкоємність і спільне використання інформації, породжуваної на всіх етапах життєвого циклу виробу, тобто реалізувати створення і підтримку єдиного інформаційного простору. Взаємодія і спільна робота, перебування в єдиному просторі, наскрізне паралельне проектування і підготовка виробництва є найбільш трудомістким завданням під час організації електронного проектування складного виробу. Причому, коли ми говоримо про наскрізне управління, слід мати на увазі двонаправлену взаємодію інформаційних потоків: від проектування до виробництва і від виробництва до проектування.

Зміни проектної документації мають коректно відслідковуватися у виробництві та у свою чергу в електронному макеті. Виробник має точно знати, в якій конфігурації виготовлено виріб, ця інформація буде затребуваною на етапі забезпечення післяпродажної підтримки і формування актуальної для цього виробу інтерактивної електронної експлуатаційної документації.

При створенні складних технічних виробів підприємства прагнуть до зниження термінів і собівартості, підвищення технологічності та безпеки - такі основні завдання, що стоять перед розробником. Для їх успішної реалізації потрібно чимало зусиль, які тягнуть за собою реорганізацію процесів випуску і технічного обслуговування продукції з використанням сучасних інформаційно-технічних рішень, впровадження нових технологій, застосування автоматизованих систем на всіх етапах розроблення виробу та сучасного автоматичного обладнання, розвиток власних технологій, підвищення рівня компетенцій у профільних галузях, підготовку висококваліфікованих фахівців.

Тенденції зростання, що спостерігаються на ринку виготовлення радіоелектронного обладнання різного призначення, змушують вирішувати важливі завдання під час розроблення високотехнологічних виробів, зокрема питання електромагнітної сумісності, масо-габаритних характеристик. Розвиток композитних матеріалів призводить до застосування нових підходів і нових технологій для зниження ризиків виникнення збоїв і відмов у роботі високотехнологічного виробу.

Нині сфера проектування і розроблення таких виробів стає дедалі складнішою у зв'язку із застосуванням інноваційних матеріалів, збільшенням кількості електронних пристроїв, застосуванням систем автоматизованого проектування та управління - все це призводить до підвищення вимог і до необхідності максимально поліпшити показники технологічності.

Використання засобів систем автоматизованого проектування, контролю та обліку значно знижує вищевказані ризики і покращує показники технологічності виробів, а також максимально підвищує конкурентоспроможність виробників.

Застосування PLM-системи дає змогу:

- організувати спільну роботу спеціалістів;

- конфігурувати різні версії;

- управляти конфліктами;

- працювати зі змінами;

- налаштовувати різні параметри і методи проектування;

- керувати перехресними посиланнями в режимі реального часу;

- використовувати вбудовані механізми контролю і перевірок на електромагнітну сумісність, заповненість електричного обладнання, наявність короткого замикання в мережі тощо;

- працювати з електронним каталогом обладнання, що поповнюється і оновлюється;

- використовувати окрему електронну базу даних обладнання з інформацією про постачальників, серійні номери та різні електричні параметри;

- застосовувати готову базу символів і створювати власні відповідно до різних міжнародних стандартів;

- працювати з вбудованими шаблонами та створювати власні;

- компонувати електричні панелі та щити;

- автоматично присвоювати позначення різним елементам схеми;

- автоматично формувати різні специфікації та стандартні звіти з використанням власних шаблонів;

- здійснювати автоматичне трасування сигналів у джгутах;

- здійснювати автоматичний розрахунок довжин проводів, мас і діаметрів гілок;

- автоматично призначати та керувати про- водами;

- використовувати імпорт/експорт даних в інші автоматизовані системи;

- здійснювати експорт даних у різні растрові формати;

- реалізовувати експорт даних в XML для передачі даних з електричного проекту в різні типи системи;

- взаємодіяти та здійснювати передачу даних на виробниче обладнання;

- керувати базою даних проєкту на MS Access, Oracle, SQL server;

- здійснювати 100%-ву підтримку Unicode;

- підтримувати багатомовність електричних схем;

- використовувати різні скрипти для розширення базового функціоналу.

Розглянемо конкретніше, як переваги так і проблеми, які для виробничих підприємств електронної промисловості створює впровадження PLM-системи.

Підвищення ефективності виробництва. Це досягається в першу чергу завдяки скороченню витрат часу на операційні процеси. Наприклад, передача інформації від одного відділу до іншого раніше здійснювалася за допомогою друку необхідної інформації, її фізичної передачі далі за ланцюжком, згодом аналізом й, за необхідності, повторним введенням до системи одержувача. При цьому, щоб отримати цю інформацію, необхідно надіслати запит на неї, що також означає безліч кроків. Під час впровадження PLM-системи інформація вводиться до системи один раз й зберігається в єдиній базі даних, тому будь-який співробітник з необхідним рівнем доступу може запросити та отримати дані в кілька кліків. Це суттєво прискорює всі процеси. І навіть більше, єдина база даних скорочує можливість помилки через людський фактор.

Скорочення часу із задуму продукту до відвантаження замовнику. Друга, але не менш важлива перевага системи PLM полягає в оперативному виводі продукту на ринок. Наприклад, завдяки оптимізації процесів та обліку всіх зовнішніх та внутрішніх факторів, а також детальному опрацюванню шляху продукту та необхідних для цього ресурсів, виробничі процеси відбуваються значно швидше. На додаток, з'являється можливість максимального використання ресурсів. Зокрема, за наявності якоїсь частини продукції, яка чомусь не була використана в попередній партії, з PLM-системою можна використовувати її для виробництва нової партії виробів, а це також прискорює процеси, знижує додаткові витрати та збитки. А завдяки швидшому виготовленню товару підприємство отримує додатковий прибуток. Це відбувається завдяки можливості швидше обслуговувати замовників та одночасно підвищити обсяг продукції.

Складнощі та помилки, які трапляються під час впровадження PLM-системи.

Впровадження системи також може викликати певні труднощі, вирішувані, але все ж такі, що вимагають певної уваги, оскільки можуть підвищити вартість та строки впровадження системи у виробничі процеси.

В першу чергу під час впровадження системи PLM доведеться перебудовувати деякі бізнес-процеси. Перебудова також може спричинити необхідність скорочення штату або навпаки, найму нових співробітників. Це пов'язано з тим, що діджиталізація незмінно трансформуватиме компанію на краще, а отже деякі позиції стануть зайвими, адже процеси будуть виконуватися автоматично, а деякі позиції з'являться, оскільки виникне необхідність забезпечення нових процесів. Наприклад, якщо раніше всі виробничі потреби інженери розраховували вручну, так само як й підбирали матеріали для виробництва, підраховували їхню кількість та інше, то відтепер усі ці процеси відбуватимуться усередині системи.

По-друге, якщо на підприємстві вже використовуються системи автоматизації виробничих процесів на будь-якому етапі, необхідно інтегрувати їх з PLM-системою. У цьому полягає одна з сильних переваг автоматизації всього життєвого циклу продукту, але також це спричиняє певні труднощі. Для того, щоб інтегрувати системи між собою, необхідно привести всі дані до єдиного формату, аби системи могли обмінюватися ними без збоїв та помилок. Це потребує певних трудовитрат.

У разі впровадження будь-якого програмного продукту необхідно передбачити його підтримку. Наприклад, PLM-системи, як і будь-які інші, можуть застаріти, вимагати оновлень, доопрацювань чи виправлення помилок. Для цього знадобиться найняти до штату технічного фахівця, який знається на необхідному типі програмного забезпечення та який здатний виконувати його підтримку, або замовляти послуги технічної підтримки у компанії, яка здійснювала розробку програмного продукту.

Ще одна складність, з якою доведеться зіткнутися на шляху, це необхідність навчання персоналу роботі з новою системою. Зокрема, не всі співробітники можуть легко опанувати нові технології, й деяким з них може знадобитися значно більше часу для їхнього опанування. Проте навіть технічно підготовленим фахівцям знадобиться інструктаж та певний час, щоб ознайомитися з системою та почати її використовувати повною мірою.

Що краще: купувати чи розробляти PLM-систему.

Коли прийнято рішення про необхідність впровадження автоматизованого управління своїх виробничих процесів, перед виробником відкривається новий вибір: купити готове рішення або замовити розробку персоналізованого програмного продукту. Розглянемо обидва варіанти [1].

Купуючи готове рішення, ви отримуєте необхідний вам продукт одразу ж після оплати. Часто такі продукти настроюються певним чином, щоб вам було зручніше впровадити їх до своїх процесів. Також набір функціонала може змінюватись залежно від пакета, який ви купите. Технічну підтримку таких продуктів здійснює компанія, в якої ви їх купуєте. Серед мінусів такого рішення варто зауважити, що пакети стандартизовані, й якщо ви можете не знайти в них необхідних функцій, то доведеться купувати дорожчий пакет із безліччю зайвого функціоналу заради якоїсь однієї можливості. Також ви завжди залежите від власника цього програмного рішення - він може підвищити ціну, змінити продукт, або навіть зняти його з експлуатації, й вам доведеться шукати нове рішення.

Індивідуальна розробка вимагає певного часу й потребує фінансових інвестицій одразу ж, а не за кожний місяць експлуатації. Проте вона дозволяє отримати рішення, яке максимально задовольняє ваші потреби та відповідає процесам вашого бізнесу. Крім того, програмний продукт стає вашим одразу після закінчення розробки, й ви можете користуватися ним необмежено та незалежно. Також за бажання ви зможете удосконалити своє рішення та доопрацювати будь-який необхідний функціонал. Технічну підтримку індивідуальних систем здійснює або компанія-розробник, або сторона замовника.

Основними компонентами PLM-системи є:

- PDM-система (PDM - Product Data Management). Система управління даними про виріб, є основою PLM, призначена для зберігання та управління даними.

- CAD-система (CAD - Computer Aided Design). Проектування виробів.

- CAE-система (CAE - Computer Aided Engineering). Інженерні розрахунки.

- CAPP-система (CAPP - Computer Aided Production Planning). Розробка техпроцесів.

- CAM-система (CAM - Computer Aided Manufacturing). Розробка керуючих програм для верстатів з ЧПУ.

- MPM-система (MPM - Manufacturing Process Management). Моделювання та аналіз виробництва виробу.

Ключову роль у PLM відіграє PDM-система, яка призначена для управління інформацією та полегшення доступу до даних про виріб на всіх етапах його життєвого циклу. До основних завдань, що вирішуються за допомогою PDM-системи, належать:

- створення єдиного інформаційного простору для співробітників підприємства за рахунок зберігання і надання потрібних їм даних у потрібний час у потрібній формі відповідно до прав доступу;

- формування і підтримка електронного архіву документації (конструкторської, технологічної, проектної, організаційно-розпорядчої);

- управління розробкою даних і документації (спільна робота в робочій групі);

- організація електронного документообігу (узгодження і затвердження даних і документів, контроль виконання);

- управління складом (конструкторським, технологічним, проектним, виробничим тощо) і конфігураціями виробу;

- управління змінами (випуск сповіщень про зміни, узгодження зміненої документації, оповіщення співробітників про проведені зміни);

- управління нормативно-довідковою інформацією (ведення класифікаторів і довідників: матеріали, стандартні вироби, радіоелементи, обладнання, оснащення тощо).

Чого не може PLM-система?

У PLM не має даних про потужності підприємства, про завантаження ресурсів, про доступні запаси матеріалів і оснащення, про фінансові та інші можливості підприємства, що визначають процеси заготівлі та збуту. Тобто, конструктори проектують без урахування будь-яких обмежень виробництва, внаслідок чого, зростає обсяг робіт для технолога з підготовки виробництва. PLM-системи не містять даних, що визначають характеристики виробу як товару (ціна/якість/термін виготовлення), і не можуть у реальному режимі часу забезпечити керівництво інформацією про майбутні витрати і потреби в ресурсах. Для вирішення цих питань на багатьох підприємствах електронної промисловості впроваджують систему планування ресурсів підприємства, або EPR (з англ. Enterprise Resource Planning). В свою чергу ERP-система не допоможе знизити собівартість виробу нижче тієї, що закладена у виріб технічними фахівцями під час його проектування, коли конструктором і технологом були визначені матеріали, оснащення і маршрут виготовлення виробу. То чому ж не поєднати ці системи в єдиний інформаційний простір?

Стратегічна мета інтеграції систем PLM і ERP - домогтися зниження витрат і собівартості продукції, скоротити терміни випуску нових виробів, підвищити конкурентоспроможність підприємства, зробити його більш прозорим і керованим. Використання інтегрованого рішення на підприємстві забезпечить ритмічне, своєчасне, взаємопов'язане і достовірне функціонування процесів проектування і виробництва, що дасть змогу підвищити ефективність процесу управління та отримати економічний ефект від скорочення термінів проектування і підготовки виробництва. Конструктори повинні фокусуватися на завданнях проектування і не повинні відволікатися на рутину. Після інтеграції PLM-ERP, наприклад, позначення деталей, позицій та інша інформація автоматично зв'язується з деталями і перевіряється системою, що забезпечує коректність даних, що передаються в ERP-систему планування ресурсів підприємства. Позбавлення від багаторазового введення даних у різні системи прискорює технічну підготовку виробництва, а управління нормативною собівартістю виробів на стадії розроблення дає змогу уникнути витрат на виготовлення зайвих партій дослідних зразків і оснащення.

В результаті підприємство виходить на якісно новий рівень. Уявіть собі, яких висот воно може досягти, якщо на всіх стадіях проектування конкурентоспроможність виробу за вартісними характеристиками розраховується і контролюється в ERP-системі на основі даних із PLM- системи!

Висновки

Використання рішень, розглянутих вище, дасть змогу виробнику здійснювати пошук помилок на ранніх стадіях розроблення та проектування в єдиному інформаційному просторі, вести спільну роботу територіально розподілених підрозділів, керувати, зберігати, контролювати, повторно використовувати новостворені дані, управляти конфігураціями, варіантами та змінами; використовувати технологічний метод наскрізного паралельного проектування й підготовки виробництва, пов'язувати проектні дані з технологічними параметрами, зменшити час на розробку та виготовлення виробу, зменшити вартість усунення помилок.

Список використаних джерел

1. PLM: Система управління життєвим циклом об'єктів, продукту, товарів URL: https://wezom.com.ua/ua/blog/plm-sistema (дата звернення: 12.02.24).

Размещено на Allbest.ru