Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ производственных процессов изготовления деталей и узлов полиграфических машин 8
1.1 Проблема надежности деталей полиграфических машин 8
1.1.1 Общая классификация полиграфических машин 8
1.1.2 Проблема надежности деталей машин 17
1.1.3 Анализ типовых технологических процессов деталей полиграфических машин. 22
1.2 Структура и методы управления рисками 25
1.2.1 Общий подход к исследованию рисков в России 27
1.2.2 Идентификация рисковых событий 28
1.2.3 Классификация рисковых событий 29
1.2.4 Системный подход к управлению рисками 32
1.3 Маркетинг автоматизированных систем управления предприятием 34
1.4 Стратегическая ориентация системы комплексного управления процессом производства промышленных предприятий 49
1.5 Комплексная система управления предопределяющая качество готовой продукции 57
1.6 Цели и задачи исследования 63
2 Математическая модель системы идентификации и прослеживаемости деталей и узлов полиграфических машин в концепции TQM 65
2.1 Математическая модель системы управления рисками 65
2.2 Комплексная система управления рисками 71
2.3 Система идентификации в метрологической службе предприятия 84
2.3.1 Метрологическая экспертиза и система идентификации как инструмент повышения качества производимой продукции 84
2.3.2 Разработка методологии обеспечения качества путем метрологической экспертной оценки на всех этапах жизненного цикла 89
2.4 Применение информационных технологий в метрологической деятельности и системе идентификации 91
2.5 Система управления информацией подразделения предприятия 94
2.6 Воспроизводимость процессов и машин 99
2.7 Анализ этапов жизненного цикла печатного цилиндра 108
2.8 Модель системы идентификации и прослеживаемости печатного цилиндра 124
2.9 Выводы по главе 2 131
3 Разработка автоматизированной системы идентификации и прослеживаемости технологических процессов изготовления и управления качеством деталей и узлов полиграфических машин 133
3.1 Общая схема автоматизированной системы идентификации и прослеживаемости деталей и узлов полиграфических машин 133
3.2 Автоматизация процесса управления документацией системы качества машиностроительного предприятия 136
3.3 Система прослеживаемости проектирования узлов и деталей полиграфической техники 141
3.4 Система прослеживаемости конструкторской и технологической подготовки производства 150
3.5 Программная реализация автоматизированной системы управления токарной обработкой 152
3.6 Автоматизированная система прослеживаемости этапов жизненного цикла изделий 156
3.6.1 Передача данных в сквозной компьютеризированной системе проектирования и изготовления деталей 156
3.6.2 Внутренний аудит процессов жизненного цикла изделия 158
3.6.3 Сквозная компьютеризированная технология проектирования и изготовления полиграфической техники 161
3.7 Автоматизированная система прослеживаемости послепродажного обслуживания полиграфической техники 165
3.8 Выводы по главе 3 .168
4 Практическое использование результатов исследования 169
4.1 Технологическое обеспечение качества полиграфических машин 169
4.2 Решение проблемы обеспечения заданных эксплуатационных показателей деталей и узлов изделий 172
4.2.1 Комплексная методика назначения технологических условий обработки 174
4.2.2 Автоматизированная система формирования маршрута обработки 186
4.2.3 Пример проектирования технологического процесса изготовления детали с использованием комплекса программ «TechCad» 193
4.3 Описание метода внедрения системы прослеживаемости жизненного цикла 200
4.3.1 Перспективный метод контроля с применением оптического измерительного комплекса 203
4.3.2 Пример контроля детали «Зубчатое колесо» 209
4.4 Оценка технического уровня системы 211
4.5 Апробация результатов исследования 218
4.6 Выводы по главе 4 219
Заключение 220
Список использованных источников 222
Опубликованные работы 229
Приложение А Формы документов, предлагаемых для обеспечения прослеживаемости 231
Приложение Б Акты внедрения 237
- Проблема надежности деталей машин
- Комплексная система управления рисками
- Система прослеживаемости проектирования узлов и деталей полиграфической техники
- Перспективный метод контроля с применением оптического измерительного комплекса
Введение к работе
Актуальность работы. Возникновение научной идеи создания единой системы управления процессом обработки (данный вопрос рассматривают такие ученые как Якобе Г.Ю., Якоб Э., Кохан Д., Соломенцев Ю М., Безъязычный В.Ф., Суслов А.Г., Трусов В.В) и процессом деятельности организации (ведущие ученые в области управления: Азаров В.Н., Бойцов Б.В., Лапидус В.А, Ф.Б. Кросби, У.Э. Деминг, К Исикава, А.В. Фейгенбаум, Дж. М. Джуран), выпускающей эту продукцию, явилось результатом практической потребности в области управления, связанной с необходимостью устранения несоответствия между уровнем развития, организацией промышленных предприятий и методами управления. В области науки - это сокращение сроков внедрения научно-технических разработок в производство, в области производства и изготовления готовой продукции - возросшие требования к обновляемости, техническому уровню, качеству и экономичности продукции, сокращение времени на внедрение новой техники и ее конкурентоспособности.
Как показал анализ работ по автоматизации управления, разрозненные автоматизированные системы управления не могут удовлетворить всех этих требований, поскольку они предполагают учет всех внутренних связей. Автоматизированная система идентификации и прослеживаем ости технологических процессов деталей и узлов полиграфических машин обеспечивает получение совокупного (интегрального) эффекта функционирования, значительно превышающего сумму эффектов реализации отдельных подсистем, функционирующих автономно и рассматривается в данной работе, как система, обеспечивающая надежность и долговечность готовой продукции путем обеспечения требуемых, исходя из условий работы, эксплуатационных показателей деталей машин. Управление современным производством требует решения большого числа взаимосвязанных задач, проведение организационных мероприятий и координации различных функций, как управленческих, так и производственных, таких как: планирование выпуска изделий, техническая подготовка производства, материально-технического снабжение, контроль и др. Представленная система отвечает принципу системного подхода к решению научной проблемы и дает возможность наиболее рационального использования трудовых и межрегиональных ресурсов, единого решения организационной, технической и технологической задач создания новой продукции и ее внедрения.
Решение этих задач возможно только при использовании автоматизиро-
ванных систем управления (АСУ), поско ii*$CsiHAH#A№A&teH4ftj учать, обраба-
ц"ЗД^_{
тывать и хранить входящую и исходящую информацию, необходимую для управления и контроля производством, кроме того, использование АСУ на предприятии позволяет руководителю владеть всей информацией о процессах, происходящих в различных подразделениях предприятия, в режиме реального времени. А это, в свою очередь, позволяет принимать четкие и оперативные решения.
Разработка автоматизированной системы идентификации и прослеживаемое технологических процессов деталей и узлов полиграфических машин была проведена на базе основных законов теории управления. И не на базе экономико-организационных процессов как это реализовано на известных системах управления, т.е. в основу положена теория управления качеством, что весьма актуально в современном производстве.
В то же время анализ работ АП. Альгина, Т. Байкач, П.Г. Грабового, В М- Грананурова, М Г. Лапусты показал, что теория управления рисками используется в нашей стране крайне редко, только в высокотехнологичных фирмах, которые не являются производственными. Принятие решений с использованием АСУ на основе анализа рисков вообще отсутствует. На основании вышесказанного можно считать тему работы актуальной и важной как для производства, так и для науки в целом.
Цельработы. Разработка автоматизированной системы идентификации и прослеживаемости производственных процессов на основе системы управления рисками, обеспечивающих качество полиграфических машин.
Для достижения сформулированной выше цели необходимо решение следующих задач.
-
Проведение анализа производственных процессов изготовления деталей и узлов полиграфических машин Разработка классификатора сборочных узлов и деталей.
-
Разработка математической модели системы идентификации и прослеживаемости деталей и узлов полиграфических машин
-
Разработка структуры и методики управления рисками
-
Разработка автоматизированной системы идентификации и прослеживаемости технологических процессов изготовления и управления качеством деталей и узлов полиграфических машин
5. Внедрение результатов исследований на промышленных предприятиях
Научная новизна. Разработана математическая модель и система управле
ния рисками, которая позволила создать автоматизированную систему иденти
фикации и прослеживаемости; обеспечившую требуемое качество деталей и уз-
лов полиграфических машин.
Практическая значимость работы заключается в том, что на основе предложенных подходов и методов разработаны:
> классификатор проблемных сборочных узлов и деталей полиграфических машин, который позволил выявить рисковые события при обработке- и сборке, устранить их и, за счет этого, повысить надежность полиграфических машин. > система управления рисками промышленного предприятия, внедрение которой позволило значительно повысить экономическую эффективность производства полиграфических машин, > план мероприятий и матрица принятия решений по устранению наиболее часто встречающихся неисправностей полиграфических машин, прогнозирующих качество их изготовления через систему рисков Апробация работы проведена на трех промышленных предприятиях: ОАО «КПЦ Полиграфмаш» цех №6, ОАО «НПО «Сатурн», и ОАО «Машмир».
По результатам научной работы автор выиграл конкурс научных достижений на грант Президента Российской федерации на научную стажировку за рубежом. Итогом стажировки в Университете Саррея (University oLSurrey) в Великобритании стала защита диссертации на степень Магистра наук (Master of Science) по специальности «Промышленный менеджмент и технология» ("Advanced Manufacturing Management and Technology"). Кроме того, полученные в данной работе результаты исследований были использованы при выполнении грантов по научным программам «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», «Конверсия и высокие технологии», а также ряду других грантов и хоздоговорных работ для предприятий различных отраслей промышленности.
Отдельные элементы исследований внедрены в учебный процесс подготовки инженеров менеджеров и технологов по дисциплинам «Стратегический менеджмент», «Стандартизация и сертификация системы экологического управления в соответствии с ISO 14000».
Публикации. По теме диссертации издано одно учебное пособие, опубликованы 4 статьи и 6 тезисов докладов, получен 1 диплом и защищена магистерская диссертация в Университете Саррея
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы Полный объем диссертации составляет 240 страниц, которые содержат 60 рисунков, 35 таблиц, 84 наименование литературы и два приложения.
Проблема надежности деталей машин
В современном машиностроении важнейшей является проблема качества продукции, а среди ее показателей одно из первых мест занимает надежность.
Под надежностью изделия понимается его свойство безотказно работать в течение установленного срока службы в заданных условиях эксплуатации. Наука о надежности становится базой совершенствования машиностроительной промышленности. Установлен ряд показателей надежности, выбор которых осуществляют исходя из назначения изделия, характера и масштаба производства, а также возможности количественного определения этих показателей расчетным или экспериментальным путем.
На рисунке 4 приведена классификация показателей качества деталей машин, из которого видно, что такие показатели надежности как долговечность, безотказность, ремонтопригодность и др. занимают главную позицию при проектировании изделий.
Развитие машиностроения характеризуется резким ужесточением основных параметров машин. Увеличиваются скорости, нагрузки, температуры, уменьшается вес конструкций. Этот процесс закономерен. Темпы ужесточения параметров машин в дальнейшем также будут нарастать. Поэтому проблема надежности машиностроительной продукции приобретает первостепенное значение.
В применении к полиграфическим машинам используют показатели безотказности; наработка узлов на отказ или число отказов узла на 200 ч работы; долговечности, такие, как технический ресурс; ремонтопригодности — трудоемкость обслуживания на 1 ч работы.
В таблице 2 приведено распределение отказов двух типов полиграфических машин листовой офсетной печати, по результатам обработки статистики за три года эксплуатации.
Анализ таблицы позволяет заключить, что наименее надежными следует считать печатный цилиндр, каретки и красочное корыто.
По данным исследований проведенных в ОАО «КПЦ Полиграфмаш» [48] выявлено, что для обеспечения надежности агрегатов наиболее эффективными и информативными методами диагностики в процессе эксплуатации являются результаты анализа масла, параметров вибраций и визуальные осмотры. Однако уровень используемых методов и средств по этим параметрам в настоящее время недостаточен. В эксплуатации назревает необходимость перехода на более высокие (компьютерные) технологии контроля и диагностики.
В таблице 3 приведены основные неполадки и причины их появления полиграфических машин рулонно-ротационного типа и машин типа плоской офсетной печати [63].
Как видно из таблицы 3, большинство неполадок в полиграфических машинах заключаются в несоблюдении технологического процесса производства и сборки, а также в проблеме надежности деталей машин, т.е. изнашивании деталей и узлов полиграфических машин.
Из этого следует, что, несмотря на значительные успехи отечественного машиностроения, остро стоит вопрос дальнейшего совершенствования машин, повышение точности деталей и узлов, повышение качества, как отдельных деталей, так и всей машины в целом, а также проблема длительного сохранения работоспособности машины в процессе эксплуатации. Характерным является тот факт, что машины совершенно одинаковых конструктивных компоновок часто имеют весьма различную надежность. Причиной этого являются различия в технологических процессах изготовления машин. Последнее обстоятельство приводит к мысли о возможности управления эксплуатационными параметрами машин при помощи технологических методов.
Комплексная система управления рисками
Основной задачей предлагаемой методики оценки и управления рисками является их систематизация и разработка комплексного подхода к определению степени риска, влияющего на финансово-хозяйственную деятельность предприятия, а также разработка мер по устранению возможных рисков или их оптимизация. Предлагается следующая схема оценки и управления рисками, которая приведена на рисунке 19.
Качественная оценка рисков подразумевает: выявление рисков, присущих реализации предполагаемого решения; определение количественной структуры рисков; выявление наиболее рискоопасных областей в разработанном алгоритме принимаемого решения.
Для осуществления данной процедуры предлагается использовать таблицу качественного анализа. В данной таблице по строкам представлен алгоритм действий при принятии решения, а по столбцам - фиксированные ранее риски. Так, при решении на размещение новых печатных машин одной из типографий оценка рисков может выглядеть следующим образом (таблица 10).
После составления данной таблицы производится качественный анализ рисков, присущих реализации данного решения.
Основная цель данного этапа оценки — выявить основные виды рисков, влияющих на финансово-хозяйственную деятельность. Преимущество такого подхода заключается в том, что уже на начальном этапе анализа руководитель предприятия может наглядно оценить степень рискованности по количественному составу рисков и уже на этом этапе отказаться от претворения в жизнь определенного решения.
Таким образом, качественная оценка рисков подразумевает: выявление рисков, присущих реализации предлагаемого решения; определение количественной структуры рисков; выявление наиболее рискоопасных областей в разработанном алгоритме принимаемого решения.
В основу количественной оценки рисков предлагается положить методику, применяемую при проведении аудиторских проверок, а именно: оценку рисков по контрольным точкам финансово-хозяйственной деятельности. Использование данного метода, а также результаты качественного анализа позволяют проводить комплексную оценку рисков финансово-хозяйственной деятельности предприятий. Количественная оценка рисков проводится на основе данных, полученных при качественной их оценке, то есть оцениваться будут только те риски, которые присутствуют при осуществлении конкретной операции алгоритма принятия решения.
Для каждого зафиксированного риска составляется таблица оценки риска на основе данных, полученных из статистических, научных, периодических источников, а также на основе личного опыта руководителей. Данные таблицы оценки риска составлены таким образом, чтобы наиболее полно определить составляющие факторы риска. При использовании этого подхода достигается высокая оперативность качественной оценки финансово-хозяйственной деятельности предприятия. Проблема субъективности при оценке может быть устранена применением метода Дельфи.
В составленных таблицах выбираются значения, наиболее близко соответствующие поставленным вопросам. В ряде случаев предлагается самостоятельно определять значение риска по десятибалльной шкале. После выбора значения риска при его уровне, превышающем 0,8, в соответствующей графе делается произвольная метка (+). Заключительным этапом заполнения граф таблицы является проставление значения качества информации, на основе которой принималось решение. В конце таблицы подводится итоговая количественная оценка как среднеарифметическое значение всех показателей составляющих риска. В качестве иллюстрации предлагается часть таблицы оценки организационного риска, заполненной в реальной ситуации (таблица 11).
Принятие решения является заключительной и самой ответственной процедурой в оценке рисков финансово-хозяйственной деятельности.
При выработке стратегии поведения и в "процессе принятия конкретного решения целесообразно различать и выделять определенные области (зоны риска) в зависимости от уровня возможных (ожидаемых) потерь в финансово-хозяйственной деятельности" [67].
Так, на основании обобщения результатов исследований многих авторов по проблеме количественной оценки рисков финансово-хозяйственной деятельности предприятий разработана и предлагается эмпирическая шкала риска, которую можно применять при его количественной оценке (таблица 12).
Принятие окончательного решения производится на основе результатов предварительного решения и анализа критических значений.
Как уже говорилось ранее, при принятии решения в условиях неопределенности отдельное внимание должно отводиться качеству информации. В связи с этим предлагается использовать риско-информационную таблицу принятия решения (таблица 13). Данная таблица составлена на основании итоговых результатов, полученных при апробации предлагаемого метода на одном из предприятий связи. С целью обеспечения конфиденциальности точное название предприятия не указывается.
Выводы по оценке риска принятия решения руководством типографии на размещение и использование новой печатной машины.
1. Наиболее рискоопасной по качественному составу рисков является операция по привлечению оборотных средств для реализации проекта.
2. Самая высокая степень риска потери (порчи) активов предприятия возникает при осуществлении операции по транспортировке (0.5).
3. Самая низкая степень риска при осуществлении операции по организации сделки и покупки машины (0.39).
4. При анализе риско-информационной таблицы видно, что большая часть рисков располагается в одной области, что говорит о тщательном планировании и проработке принимаемого решения. В то же время хочется обратить внимание на недостаток информации при рассмотрении регионального, производственного, кредитного и инвестиционного рисков. При использовании более качественной информации данные виды рисков могли из области с высоким риском перейти в область со средним риском.
5. Общая оценка риска решения составляет 0.44, что соответствует в предлагаемой шкале градаций риска показателю "высокий". Реально существует ограниченное количество факторов, негативно влияющих на финансово-хозяйственную деятельность типографии. Значительная вероятность наступления отрицательных последствий может быть устранена после детального анализа по минимизации и нейтрализации негативных факторов либо с применением других методов по управлению рисками.
6. Общая оценка качества информации при принятии решения составляет 0.73, что соответствует в предлагаемой шкале градаций риска показателю "средний". При оценке риска используется информация хорошего качества, что говорит об ответственном подходе руководства типографии к принятию решений.
7. Исходя из пунктов 6 и 7, предлагается сделать вывод, что общий риск по решению будет определяться как "высокий / средний".
Система прослеживаемости проектирования узлов и деталей полиграфической техники
Быстрая смена текущих задач и высокая степень неопределенности являются характерными чертами осуществления большинства разрабатываемых проектов по выпуску изделий полиграфической промышленности. При таких условиях доступность точной и своевременной информации часто определяет успех проекта в целом. Для его достижения необходима концентрация деятельности по управлению проектом. Последнее предполагает комплексность в реализации функций управления. Для этого необходимо рассмотреть всю цепочку деятельности, составляющую содержание управления проектом, и установить степень соответствия отдельных ее компонентов целям и задачам проекта; стыковку функций при их реализации различными исполнителями и трудоемкость выполнения функций с учетом равной напряженности труда; а также процедуры реализации каждой функции с целью упрощения и совершенствования технологии их выполнения.
Работы по совершенствованию процессов деятельности рекомендуется начинать с построения модели существующей деятельности как совокупности взаимосвязанных функций, которая часто называется моделью предприятия "как она есть" и фиксации набора показателей, по которым будет оцениваться эффективность работ.
Наибольшее распространение в настоящее время получил взгляд на предприятие как на совокупность множества процессов, выполняемых в рамках функционирования предприятия, а на процесс - как структурированный набор функций, выполняемых ради единой цели. При моделировании сложные процессы разбиваются на функции, каждая из которых рассматривается отдельно от других.
Работа по анализу существующей деятельности представляет интерес для предприятия с двух позиций: во-первых, становится ясной картина того, как предприятие работает сейчас; во-вторых, на этом этапе формулируются требования к тому, что хотят изменить.
Модель существующей деятельности позволяет понять недостатки существующих процессов, определить их "узкие" места и наметить области, в которых необходимо производить изменения; объяснить сотрудникам, чем плоха прежняя организация работ, в каком направлении и почему она должна изменяться; понять, как нужно изменить процессы, чтобы они соответствовали образу нового предприятия; установить измеряемые величины для характеристики процессов и описать процессы в этих величинах. Полученные измерения можно будет использовать для оценки экономического эффекта проведенных изменений.
Организация управления проектированием — это создание или приведение системы управления в состояние необходимой упорядоченности и единства взаимодействия ее элементов.
Прежде чем организовывать процесс управления, необходимо определить общую цель деятельности как желаемый результат, достижение которого осуществляется через функции управления. Реализация каждой функции обеспечивается соответствующим управленческим подразделением, которое является структурным элементом системы управления.
На предприятии применяют классическую схему проведения работ по проектированию изделий, основанную на функциональных подразделениях (рисунок 46) Схема предусматривает последовательное упорядочение работ по проектированию изделий, при котором каждый последующий этап работ начинается после завершения предыдущих. Принятая схема устанавливает правила организации, порядок согласования и утверждения работ.
Для создания модели "как она есть" необходимо составить описание процессов управления работами на каждой стадии процесса проектирования. Для этого необходимо построить информационно-технологическую модель управления (ИТМ), описывающую технологию управления работами, т. е. фиксирующую последовательность и взаимосвязи решения всего комплекса задач по управлению.
Построение ИТМ рассмотрим на примере процесса анализа контракта (рисунок 47).
Работы по анализу контракта, устанавливающие и формулирующие цель проекта, проводят до принятия заказа. Основное назначение этих работ заключается в том, чтобы адекватно определить требования к продукции и изложить их в документации в виде, исключающем какие-либо неясности и различное толкование, обеспечить выполнение заказа.
Распределение задач управления при проведении работ приведено в таблице 17, отражающей ответственность должностных лиц и подразделений предприятия за решение той или иной задачи управления.
При проведении работ по анализу контракта, трудоемкость задач управления установлена экспертным путем на основании практических данных за последние 5-10 лет. В качестве единицы трудоемкости использован нормочасы.
Решаемые задачи и документы, отражающие принятые управленческие решения на стадии анализа контракта, приведены в таблице 17.
Полученные документы - список задач и схема проведения анализа контракта; разделение административных задач управления при проведении работ по анализу контракта; решаемые задачи и документы, отражающие принятые управленческие решения на стадии анализа контракта, сценарий процесса определения требований потребителя - определяют информационно-технологическую модель управления.
При построении такой модели управления отражена взаимосвязь задач в процессе принятия решений; обеспечено четкое распределение должностных обязанностей и ответственности; определены виды и формы документов, являющихся результатом решения задач, а также нормы времени на проведение управленческих задач.
Аналогичные документы для создания ИТМ разрабатывают для каждого процесса управления проектированием.
Проведенное описание процессов управления проектированием в ОАО «КПЦ Полиграфмаш» позволяет проанализировать эти процессы с целью их усовершенствования. В соответствии с выполненным описанием удалось установить следующее.
В ОАО «КПЦ Полиграфмаш» применяют линейную схему управления проектированием, основанную на функциональных подразделениях, т.е. каждая отдельная задача разрабатывается в "своем" функциональном подразделении предприятия. Такой подход значительно увеличивает сроки, необходимые для подготовки изделия к выходу на рынок. Кроме этого, линейная схема имеет еще целый ряд серьезных недостатков:
4- линейная схема не согласуется с итеративным характером работ, поскольку на последних этапах может выясниться необходимость внесения изменений в решения, принятые на предыдущих этапах;
:4 организационная структура, в рамках которой действуют на предприятии функциональные подразделения, устанавливает границы взаимодействия между подразделениями и определяет иерархию принятия решений, т. е. процесс разбивается на отдельные части, выполняемые в различных подразделениях. При этом работа руководителей подразделений в значительной мере состоит в контроле за исполнителями и объединении отдельных работ в единый процесс;
4 люди, распределенные по отделам и бюро, выполняют предписанные им функции. Это создает множество проблем, в частности, несогласованность и даже противоречивость целей деятельности различных групп людей, участвующих в выполнении одного процесса;
4 люди, распределенные по отделам и бюро, выполняют одноплановую работу, каждый из них отвечает за отдельные задания, следует предписанным ему правилам. В силу этого предприятие не заинтересовано в непрерывном образовании своих сотрудников, оно старается обучить своих сотрудников только тому, как выполнить некоторую конкретную работу или как управлять той или другой специфической ситуацией;
:4 при выполнении одноплановой работы людям платят за отработанное время, так как при делении работы на простые задания сложно оценить эффективность узкого задания. Кроме того, увеличение эффективности узкоопределённого задания не всегда приводит к увеличению эффективности всего процесса.
В ОАО «КПЦ Полиграфмаш» применяет функциональную структуру управления проектированием, при которой каждый сотрудник имеет только одного непосредственного начальника. Персонал группируется в соответствии со специальностями (маркетинг, конструирование изделия, разработка технологической документации и т. д.). Различные виды работ и фазы проектирования выполняются практически независимо в различных функциональных подразделениях. Такая схема в большей степени подходит для управления часто повторяющимися и рутинными проектами и в меньшей - сложными проектами, требующими нововведений, так как нововведения часто обусловливаются сочетанием передовых достижений в нескольких технических сферах в результате обмена идеями между различными специалистами, а при функциональной структуре управления такой обмен идеями затруднен.
Перспективный метод контроля с применением оптического измерительного комплекса
Возросшие требования к деталям и узлам современной техники ставят задачу повышения эффективности применяемых на производстве измерительных средств, без чего обеспечение заданного качества продукции невозможно. Это в особой мере относится к деталям со сложной пространственной геометрией. Для формообразующих поверхностей технологической оснастки, такой как пресс-формы, электроды, выжигаемые и выплавляемые модели задача стоит наиболее актуально, поскольку, чтобы обеспечить заданное качество серийной продукции, оснастка должна отвечать ещё более жёстким условиям. Возросла, также, роль внутреннего аудита продукции как на этапах проектирования и ТПП (рисунок 79) так и оперативного межоперационного контроля деталей оснастки.
В этой связи инструментальным производством был приобретён оптический измерительный комплекс ATOS II производства GOM mbH, Германия. Комплекс нашёл широкое применение для контроля (оцифровки) стереолитографи-ческих моделей, сложнопрофильной оснастки, ответственных необрабатываемых поверхностей отливок. Комплекс, также, позволяет решать задачи реверс-инжиниринга.
Оптический измерительный комплекс ATOS II представляет собой новое перспективное поколение бесконтактных измерительных систем высокой точности. Предназначен для контроля деталей со сложной геометрией, например, сте-реолитографических моделей. Комплекс состоит (рисунок 80) из смонтированной на подвижной стойке оптической головки с проектором и двумя цифровыми фотокамерами, блока управления и двух компьютеров для обработки данных.
Принцип действия измерений схож с человеческим зрением. Две цифровые фотокамеры, установленные под определённым углом, формируют стереоизображение контролируемой детали, по которому можно определить расстояние до поверхностей измеряемого объекта с точностью до 2 мкм.
Результатом замера является облако точек (массив координат точек на поверхности образца), которое используется для сравнения с моделью контролируемой детали. В этой связи процесс измерений принято называть оцифровкой. Таким образом, удаётся осуществлять контроль деталей сложной пространственной формы, которые на традиционных контактных измерительных машинах контролировать затруднительно или невозможно (например, эластичные полимерные модели, керамические стержни с миниатюрными геометрическими элементами).
Процесс измерений выглядит следующим образом (рисунок 81). Проектор 1 на исследуемый образец 2 проецирует последовательность слайдов (интерференционных решёток). Соответствующие изображения фиксируются цифровыми камерами 3. Затем по формулам оптического преобразования система вычисляет трёхмерные координаты каждого элемента полученного изображения.
Полученный массив точек описывает часть поверхности детали, видимой обеими камерами в данном ракурсе. Провести полную оцифровку со всех сторон удается, выполнив последовательность съёмов с необходимым расположением поверхностей относительно камер. Результаты оцифровки в каждом ракурсе представляют собой, строго говоря, независимый набор данных. Для совмещения видов на исследуемый объект наносят специальные маркеры. Общие маркеры, присутствующие в соседних ракурсах, выступают в роли характерных точек, по которым происходит наложение одного вида на другой, и позволяют собрать общую картину контролируемой детали (рисунок 82).
Вынести заключение о соответствии геометрии детали заданным требованиям позволяет программное обеспечение Geomagic Qualify, с помощью которого производят сравнение данных оцифровки с матмоделью детали. Оцифрованное облако точек и модель выполнены в различных системах координат и предварительно их следует совместить, для чего служит аппарат припасовки. Припасовку производят как по всему объёму данных, так и по отдельным базовым поверхностям, что особенно характерно при контроле отливок, несущих элементы литниковой системы.
Основой для вынесения заключения о годности детали служат величины отклонений каждой оцифрованной точки, лежащей на поверхности реальной детали, от соответствующей поверхности модели. Распределение отклонений представлено цветовой гаммой, где каждый градиент цвета соответствует заданному диапазону отклонений с учётом знака. Картина отличается высокой наглядностью и позволяет технологам судить о качестве процесса изготовления детали (нежёсткость системы СПИД и износ инструмента для процессов механообработки, усадка для процессов литья и прочее), что позволяет внести обоснованные коррективы в соответствующий техпроцесс.
Оптический измерительный комплекс оснащен программным обеспечением, которое позволяет решать задачи реверс - инжиниринга, т.е. создавать математические модели по готовым образцам деталей. Оцифрованная деталь с помощью программного обеспечения Geomagic Studio проходит несколько фаз обработки, итогом которых является объемная математическая модель оцифрованной детали или единая NURBS поверхность. Geomagic Studio позволяет создавать модели эффективно и точно и сохранять данные в соответствующих форматах для проектирования будущей детали. При этом техническое обеспечение осуществляется как показано в таблице 27.
Метод оцифровки нашёл широкое применение на предприятии. С его помощью ведётся 100% контроль стереолитографических моделей, выборочный контроль отливок новых лопаток, запускаемых в серию, наиболее сложных формообразующих поверхностей пресс-форм. Спектр применения оцифровки неуклонно растёт.
