«Тольяттинский трансформатор», как и многие российские промышленные предприятия, прошел в постперестроечную эпоху стандартный путь от кульмана до широкого применения компьютерных технологий в проектировании, технологической подготовке производства изделий и управлении инженерными данными. Вместе с тем каждое очередное решение здесь внедрялось не изолированно, не для «затыкания» очередной дыры, а с пониманием того, как средство автоматизации должно способствовать достижению стратегических целей предприятия.
Первой такой целью около десяти лет назад стало фактическое возрождение завода из руин — некогда ведущее предприятие СССР по производству электрических трансформаторов, «Тольяттинский трансформатор» к началу нового века остался практически без заказов. Коренные изменения наступили в 2003–2004 годах, когда на завод пришла новая команда управленцев и началась серьезная реорганизация. Чтобы восстановить положение, было принято решение сделать ставку на обеспечение трех ключевых характеристик производства: быстро, качественно и недорого.
В условиях, когда проектирование трансформаторов велось преимущественно на кульмане, достижение этих целей было невозможно без внедрения современных средств автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства. Однако, поскольку «Тольяттинский трансформатор» является предприятием полного цикла и реализует все этапы — от маркетинга и снабжения до производства, обслуживания и утилизации, процессы проектирования и технологической подготовки производства сразу рассматривались как важная, но не единственная составляющая единого комплекса процессов предприятия. Поэтому, возлагая на платформу автоматизации работы конструкторов и технологов важную миссию по обеспечению эффективности, качества и скорости разработки, специалисты «Тольяттинского трансформатора» сразу стали искать решение, способное поддерживать интеграцию этих этапов со всеми остальными процессами предприятия.
Выбор и внедрение
Задача ускорения и повышения качества разработки требовала унификации всех процессов проектирования и подготовки производства, поэтому на предприятии сразу ориентировались на поиск единого комплекса решений САПР/PLM. На тот момент в конструкторском подразделении завода отдельные сотрудники по собственной инициативе использовали AutoCAD либо Pro/Engineer — ни о каком корпоративном стандарте автоматизации речи не было, а основным инструментом проектирования оставался кульман.
Однако предприятию был необходим именно корпоративный стандарт конструкторско-технологической подготовки. Было крайне важно, чтобы отделы, отвечающие за проектирование различных сборочных единиц — металлоконструкций и активной (собственно электрической) части трансформатора, работали в одной и той же среде и без проблем интегрировали результаты своей разработки. Уровень проектирования на предприятии вполне соответствовал функциональности западных САПР, однако, как и многие отечественные предприятия того времени, «Тольяттинский трансформатор» не мог позволить себе их приобретение. Поэтому выбор шел между двумя САПР среднего класса — AutoCAD от Autodesk и «Компас-3D» от компании «Аскон».
Помимо такого традиционного для российских заказчиков преимущества работы с отечественным поставщиком, как соответствие продукта национальным ГОСТам, решающим фактором в пользу «Компас-3D» стало наличие у «Аскон» комплекса интегрированных решений, позволяющих предприятию закрыть ключевые этапы конструкторско-технологической подготовки. Системы «Компас-График» и «Компас-3D» отвечали за двумерное проектирование и создание трехмерных моделей соответственно, продукт «Вертикаль» позволял автоматизировать работу технологов и, наконец, решение «Лоцман: PLM» обеспечивало управление инженерными данными на базе полноценной интеграции с САПР, что давало возможность формировать и отслеживать электронную спецификацию изделия и на этой основе планировать дальнейшую связь с другими информационными системами предприятия, в частности с ERP.
На выбор повлияло также наличие представительства «Аскон-Тольятти», специалисты которого активно помогли предприятию во внедрении и адаптации продуктов. Дополнительным плюсом было и то, что семейство продуктов «Компас» изучалось в вузах Тольятти и Самары — на предприятии могли рассчитывать, что к ним придут уже подготовленные конструкторы и это позволит сэкономить время и средства на обучение.
Поставив задачу обеспечить с помощью автоматизации достижение стратегических целей предприятия, на «Тольяттинском трансформаторе» в 2004 году начали внедрение всего комплекса решений компании «Аскон», причем одновременно шло развертывание системы «1С:Предприятие», предназначенной для поддержки процессов оперативного управления производством. Изначально планировалось обеспечить интеграцию комплекса САПР/PLM и ERP.
Для пилотного проекта восемь лет назад была выбрана одна из наиболее востребованных на тот момент моделей трансформаторов, и, реализовав для нее с помощью систем от «Аскон» полное электронное описание изделия, предприятие получило возможность распространить принципы электронной разработки на всю свою продукцию. «Тольяттинский трансформатор» — это заказное производство, но каждый очередной заказ почти на 80% использует базовую конфигурацию изделия. Специфические для каждого заказа 20% изменений относительно просто реализуются с использованием механизмов параметризации, предоставляемых в системе «Компас-3D».
Комплексная автоматизация
В результате развертывания комплекса решений «Аскон» предприятие обеспечило полную автоматизацию рабочих мест конструкторов и технологов, а все группы проектировщиков работают теперь в единой информационной среде по общим правилам и шаблонам. Специалисты завода уверены, что за эти годы удалось сформировать новую культуру разработки, позволившую сократить сроки подготовки и выпуска изделий. Центральным элементом работы конструкторов и технологов является 3D-модель, по которой автоматически формируется электронная спецификация изделия в системе «Лоцман:PLM» и строятся двумерные чертежи для выпуска конструкторской документации. Хотя законодательство позволяет использовать электронную модель в качестве конструкторского документа, на заводе, как и на большинстве российских предприятий, это пока не практикуется и окончательной документацией для изделий все равно остается бумажный чертеж. Однако сегодня это фактически формальный документ — всю работу над изделием участники проекта ведут в электронном виде. Более того, в перспективе рассматривается возможность воспроизведения трехмерных моделей непосредственно на производстве. Для этого в цехах будут установлены мониторы, адаптированные к сложным заводским условиям. Это потребует немалых средств, но они наверняка будут сопоставимы с затратами на выпуск и тиражирование конструкторской документации. Возможно, со временем модель в электронном виде будет доступна и на планшетных компьютерах, хотя здесь возникает проблема больших размеров чертежей и маленьких экранов таких устройств.
Сегодняшний день «Тольяттинского трансформатора» — это PLM в действии: совместная работа множества специалистов предприятия над электронной моделью изделия на различных этапах его жизненного цикла (см. рисунок). Часто предприятия используют САПР для разработки отдельных компонентов изделия, по которым затем выпускаются и согласовываются бумажные чертежи, и только после этого информация заносится в «Лоцман: PLM» для архивного хранения. Однако основная задача системы PLM — не создание электронного архива, а формирование среды коллективной работы над изделием. На «Тольяттинском трансформаторе» считают, что благодаря внедрению «Лоцман: PLM» с одной и той же актуальной информацией об изделии работают практически все участники процесса: конструкторы, технологи, маркетологи, производственники и снабженцы.
Проектирование, безусловно, является ключевым этапом жизненного цикла разработки, от качества и технологичности которого в огромной степени зависят качество, сроки выпуска и себестоимость будущего изделия. Трансформатор — сложный продукт, включающий в себя множество деталей разного назначения. Проектные группы по разработке металлоконструкций трансформатора и его активной — электрической — части работают сегодня в единой среде «Компас-3D», которая координирует разработку разных компонентов изделия, обеспечивая их полную согласованность. За время работы с системой конструкторы «Тольяттинского трансформатора» смогли выработать комплекс шаблонов проектирования, аккумулирующих общие правила и наиболее эффективные подходы к проектированию трансформатора. Оптимизация процессов проектирования уже обеспечила сокращение сроков разработки.
Другим важным фактором ускорения стала возможность, благодаря электронному архиву «Лоцман: PLM», ввести в практику повторное использование компонентов. В разработке трансформаторов, которые могут иметь сотни различных модификаций базовой конфигурации, применение уже готовых моделей деталей и сборок не только позволяет проектировать быстрее и с меньшим числом ошибок, но и значительно сокращает технологическую проработку изделия. Для повторно используемых компонентов не требуется каждый раз выполнять весь цикл технологической проработки: разработку маршрутов, технологических карт, нормативов, изготовление оснастки и пр. Унификация в электронном виде многократно используемых узлов и деталей упрощает труд рабочих, отпадает необходимость из раза в раз обучать их новым технологическим процессам, появляется устойчивый навык в изготовлении детали и в результате снижается количество брака.
Возможность работы с уже существующими конструкциями поддерживалась с самых первых шагов внедрения систем от «Аскон». Для ускорения проектирования и изначального получения актуального электронного архива, в него переносились сканированные чертежи из старого бумажного архива, которые затем постепенно заменялись цифровыми моделями, построенными в «Компас-График». К настоящему времени в архиве «Лоцман:PLM» находится более 140 тыс. документов.
К 2007 году, когда предприятие вышло на полноценную продуктивную эксплуатацию решений «Аскон», нормативы на разработку успели дважды смениться по сравнению с 2002 годом. Сроки разработки в зависимости от вида изделий уменьшены на 30–80%, а расходы на управление инженерными данными и документацией снижены на 10–50%.
Из более чем 500 лицензий системы «Лоцман: PLM» около сотни приходится на отдел главного конструктора, а остальные приходятся на другие подразделения, специалисты которых вовлечены в жизненный цикл трансформатора. Так, еще на этапе проектирования в работу включается отдел снабжения — анализируя электронный состав уже готовых или повторно используемых деталей, они могут начинать заказывать необходимые материалы и комплектующие, внося свой вклад в ускорение цикла разработки. Дополнительную выгоду дает классификация материалов в корпоративном справочнике материалов и сортаментов, реализованном с помощью продукта компании «Аскон». Справочник включает в себя материалы, которые можно применять в изготовлении трансформаторов. Наличие такого перечня упрощает задачу конструкторов и ускоряет их работу — они выбирают нужные компоненты из ограниченного списка, а снабженцы могут не тратить время на анализ конъюнктуры рынка и, опираясь на электронный состав деталей и информацию из корпоративного справочника, обеспечивать поставку необходимых материалов еще до завершения проектирования.
Значительная часть пользователей «Лоцман: PLM» — технологи. Исходя из приоритета сокращения сроков разработки, на предприятии было решено заменить традиционное подробное маршрутно-операционное описание техпроцессов упрощенной технологической проработкой. Для этого силами специалистов «Аскон-Тольятти» был разработан специализированный модуль «Лоцман:PLM» для технологов. Модуль предоставляет удобный интерфейс, позволяющий по «нажатию кнопки» запускать последовательность операций подготовки к производству и контролировать их выполнение. Это дало возможность, в частности, совместить технологическое согласование и технологическую проработку, которые обычно идут друг за другом.
Как рассказывает директор регионального центра «Аскон-Волга» Юрий Сирота, в начале проекта было множество споров относительно того, как вести технологическую подготовку. Но главный технолог завода настоял на том, что в цехах у рабочих должны быть технологические инструкции и чертежи, а технологи должны только разрабатывать маршруты, материальные, трудовые нормативы и закладывать оснастку. Однако в ходе работы выяснилось, что для некоторых технологических проработок по-прежнему разрабатываются операционные техпроцессы, поэтому сейчас на предприятии идет внедрение системы автоматизированного проектирования технологических процессов «Вертикаль». В дальнейшем по данным из этой системы должны автоматически формироваться технологические проработки в «Лоцман:PLM». Кроме того, «Вертикаль» используется во вспомогательном производстве завода при изготовлении оснастки и оборудования.
Согласование конструкторской документации со всеми необходимыми службами и бюро предприятия происходит сегодня в электронном виде — сотрудники всех подразделений имеют доступ к актуальной информации об изделии и включены в автоматизированный процесс согласования. Параллельное электронное согласование и практически полное исключение бумажного документооборота способствуют ускорению процессов конструкторско-технологической подготовки и исключению ошибок.
Несмотря на широкую практику использования типовых деталей и узлов, при создании новых моделей трансформаторов требуется проектирование сложных сборок, и для решения этой задачи возможности продуктов «Аскон» на предприятии сочли недостаточными, обратившись к инструментам Pro/Engineer компании PTC, а затем к решениям нового поколения Creo той же компании для проектирования и инженерных расчетов. Системы проектирования сложных сборок интегрируются с «Компас-3D» для ведения единой 3D-модели изделия и получения окончательной конструкторской документации. Однако до сих пор остается проблема хранения сложных моделей, с которой «Лоцман:PLM» пока справляется недостаточно эффективно. Результаты проектирования в Creo хранятся в файловой системе, которая не обеспечивает необходимого для PLM управления версиями, конфигурациями и изменениями модели, поэтому сейчас для решения всех этих задач идет внедрение PLM-системы PTC Windchill, которая будет интегрирована в единую информационную среду предприятия.
Центр интеграции
Сегодня о системах PLM все чаще говорят как об интеграционном центре информационной среды производственных предприятий. Пожалуй, опыт «Тольяттинского трансформатора» может подтвердить справедливость этого мнения. За восемь лет работ по автоматизации здесь удалось добиться практически полной информационной поддержки всего цикла корпоративных процессов, в которой ключевую роль играет продукт «Лоцман:PLM», интегрированный с рядом других решений.
Не все механизмы интеграции были изначально заложены в системе, и если совместная работа с САПР обеспечивалась «бесшовно», то для интеграции с системой управления корпоративными ресурсами понадобилась разработка специальных плагинов. Сейчас «Тольяттинский трансформатор» для оперативного управления использует ERP-систему mySAP Business Suite, и интеграция с «Лоцман:PLM» реализована в онлайн-режиме, на уровне транзакций. Это означает, что при изменении информации в «Лоцман:PLM» запускается процедура синхронизации с системой ERP, и если в проекте возникают ошибки (например, в конструкцию попадает компонент, отсутствующий в корпоративном справочнике материалов и сортаментов), то синхронизация выполнена не будет, а конструктор получит сообщение о некорректности проектных документов. После успешной передачи данных об изделии в ERP-системе на их основе выполняется производственное планирование.
Важную роль играет также менеджер групповых изделий, предназначенный для обработки широко используемых на тольяттинском производстве групповых изделий — различных исполнений на основе одной базовой модели. Такие изделия имеют одну трехмерную модель и один чертеж, которые сопровождаются таблицей исполнений, включающей иногда сотни вариантов спецификаций. Преобразование этой таблицы в отдельные спецификации для дальнейшей передачи в ERP — задача крайне трудоемкая. Менеджер групповых изделий ее полностью автоматизирует, одновременно выполняя наиболее сложный процесс управления изменениями в групповых изделиях.
С другого этапа жизненного цикла решения «Аскон» интегрируются с системой электронного документооборота Directum, в которой принимаются заказы клиентов. Маркетологи и сотрудники тендерной группы анализируют возможности выполнения заказа, разрабатывают детали договора с заказчиком и затем формируют техническое задание, которое становится основой для старта конструкторско-технологической подготовки изделия.
Кроме того, на предприятии практикуются принципы проектного управления как для задач развития завода, так и непосредственно для процессов разработки трансформаторов. В качестве инструмента управления проектами используется пакет Microsoft Project, интегрированный с системой «Лоцман:PLM» таким образом, что стратегическое и календарное планирование реализуется в Project, а отслеживание конкретных работ по проекту — в PLM. В результате у руководителей проектов появляются возможности получать отчеты любой степени детализации о ходе работ, от анализа стратегического плана переходить к различным шагам по изготовлению трансформатора, получая полностью объективные данные, а не интерпретацию отдельных исполнителей.
Информационный обмен между системами документооборота, управления проектами, ERP и PLM упрощается благодаря тому, что все они базируются на СУБД Microsoft SQL Server. Важно отметить также, что в практике «Тольяттинского трансформатора» действие PLM не заканчивается за воротами предприятия — уже в ходе конструкторско-технологической подготовки разработчики учитывают особенности транспортировки и монтажа готового изделия у заказчика. Кроме того, с системой «Лоцман:PLM» работает сервисный центр — дочерняя компания «Тольяттинского трансформатора», специализирующаяся на монтаже у заказчика, техническом обслуживании и ремонте изделий предприятия. Благодаря включению сотрудников центра в единую информационную среду, им всегда доступна самая свежая информация по особенностям изготовления и изменениям в конструкции трансформаторов, что, безусловно, имеет большое значение для качественного обслуживания.
Будущее — в глобализации
Добившись сокращения сроков конструкторско-технологической подготовки производства благодаря автоматизации, созданию единой информационной среды для конструкторов и технологов и повторному использованию компонентов, на «Тольяттинском трансформаторе» теперь готовы сделать следующий шаг и уменьшить время разработки еще на 20–30% за счет максимальной унификации изделий. Для этого сейчас идет развертывание подсистемы каталогов изделий на базе технологий «Аскон», которая позволит сделать электронную трехмерную модель основным инструментом унификации подготовки производства.
Еще один, более амбициозный, план в сфере PLM — поддержка глобализации разработки и реальное включение в автоматизированный жизненный цикл изделия поставщиков и потребителей. На предприятии считают, что сегодня выгодно часть проектирования отдавать на аутсорсинг, привлекать фрилансеров, использовать результаты работы организаций, обладающих своим ноу-хау в разработке определенных компонентов. Поддерживать полный штат собственных высококвалифицированных конструкторов с адекватной их работе зарплатой достаточно затратно и отрицательно влияет на себестоимость изделий. Но включение в общий процесс отдельных разработчиков или целых коллективов со стороны требует инструментов, поддерживающих распределенную работу над изделием и позволяющих решать возникающие в этом случае проблемы интеллектуальной собственности.
Те же требования к средствам автоматизации ставит интеграция поставщиков и клиентов в среду PLM предприятия. Если «Тольяттинский трансформатор» применяет комплектующие, для которых поставщики завода делают 3D-модели в аналогичных САПР, то нет смысла их перерабатывать. И если потребители предприятия, которые ставят трансформатор на подстанцию, проектируют эти подстанции с помощью современных инструментов, то вместо того чтобы заново делать проект трансформатора, им достаточно взять его готовую модель и встроить в свой проект. Чтобы реализовать это, нужна единая информационная среда, интегрирующая всех участников жизненного цикла и автоматически синхронизирующая все процессы географически распределенной разработки, — например, любые изменения компонента, над которым работает внешний разработчик или поставщик, должны автоматически повлечь за собой соответствующие изменения модели в целом.
САПР и PLM-система компании «Аскон» пока не поддерживают режима такой глобализации жизненного цикла изделия, поэтому на предприятии делают ставку на платформу Windchill, которая изначально ориентирована на организацию совместной работы через Web-интерфейс и на сегодняшний день предоставляет развитую функциональность распределенной разработки. Вместе с тем на предприятии убеждены, что избрали правильный подход использования оптимальных инструментов для каждого класса задач — на продукты компании «Аскон» сейчас приходится до 90–95% всех работ над изделием.
.png "Процессы жизненного цикла трансформатора") |
| Процессы жизненного цикла трансформатора |
За восемь лет работ по автоматизации на «Тольяттинском трансформаторе» удалось добиться практически полной информационной поддержки всего цикла корпоративных процессов, в которой ключевую роль играет продукт «Лоцман:PLM»
