Статья из архива альманаха «Управление производством».
Эта статья из архива альманаха «Управление производством», отражает ситуацию на момент её первой публикации, но этот опыт по-прежнему может быть интересен многим.
В условиях жесткой конкуренции на рынке многие компании возлагают свои надежды на самое современное оборудования, стремясь модернизировать производство согласно последним требованиям и научным разработкам. Но можно ли быть уверенным, что возможности оборудования задействованы в полной мере, без постоянного мониторинга? Заместитель генерального директора по развитию производственной системы ПАО «Саранский приборостроительный завод» Антон Ягудин делится собственным опытом повышения эффективности использования высокоточных станков благодаря организации системы непрерывного контроля и оценки их работы.
Кроме портала, мы предлагаем вам и альманах «Управление производством». Все самое интересное и уникальное мы публикуем именно в нем. 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!
С 2012 года на АО «СПЗ» внедряется производственная система, основанная на инструментах Бережливого производства.
На современном этапе развития экономики российские машиностроительные предприятия идут по пути роста масштабов производства и продаж за счет использования современного металлообрабатывающего оборудования – станков с ЧПУ. Внедрение подобного оборудования позволяет предприятию достигать лидерства на рынке и удерживать конкурентные преимущества. Конкурентоспособность – одна из ключевых составляющих успеха любого бизнеса, и сегодняшняя жесткая конкурентная борьба заставляет производителей задуматься о максимизации эффективности использования оборудования.
ПАО «Саранский приборостроительный завод» входит в число предприятий, которые за последнее десятилетие смогли перевести свое производство на современное оборудование. Как и другие предприятия, наш завод ощутил все плоды модернизации собственного производства и за 57 лет своего существования стал одним из лидеров приборостроения России, а также завоевал репутацию выгодного поставщика и надежного делового партнера.
В настоящий момент основными направлениями деятельности предприятия являются производство приборов контроля и регулирования технологических процессов; производство сильфонов, упругих чувствительных элементов; инструментальное производство и механообработка.
Отличительной особенностью нашего производства является его мелкосерийный характер. Такой тип производства, с учетом большого объема номенклатурной линейки продукции, зачастую позволяет предприятию выпускать уникальные, эксклюзивные изделия, применяемые в военной и нефтегазовой сферах, в ЖКХ, повышая тем самым конкурентный фактор и давая возможность оставаться на плаву в непростое для экономики страны время. С другой стороны, такое производство, конечно же, не лишено проблем и имеет свои недостатки.
При производстве деталей – комплектующих на изделия, используется парк высокоточных станков с программным управлением (ПУ), состоящий из 23 единиц фрезерной, токарной и автоматно-продольной групп, а также группа универсальных станков, которую со временем планируется заменить станками с ПУ. Целесообразность внедрения подобного рода оборудования, в условиях мелкосерийного производства очевидна:
Однако в этом во всем есть один большой минус, которым характеризуется мелкосерийное производство, – это большое количество переналадок и в связи с этим потерь общего фонда времени работы, в течении которого станок занят непосредственно обработкой деталей. А если еще учесть неизбежные отказы в работе, подналадки, организационные и технические простои, то вопрос рационального использования ресурсов становится одним из самых актуальных на предприятии.
В итоге в начале 2015 года руководство предприятия приняло решение приобрести современный быстро разворачиваемый комплекс мониторинга станков с ПУ, позволяющий администрации контролировать производственный процесс, оценивать эффективность станков и производственного персонала.
Мониторинг ЧПУ – система сбора производственных/станочных данных, структурно представляющая собой блок мониторинга, подключенный к станку, охваченный сетью с сервером предприятия и выведенный на клиентские машины (рис. 1).
Следует отметить, что блок автоматически фиксирует цикл станка, то есть время, затрачиваемое непосредственно на обработку детали, а простой станка фиксируется оператором станков с ПУ выбором (нажатием) определенной кнопки на блоке мониторинга с описанием события, характеризующего простой.
Если говорить о предпосылках внедрения системы мониторинга, то здесь стоит выделить следующие проблемы:
Оценка загруженности оборудования до использования подобных систем, строилась только на определенных догадках руководства предприятия, которое считало, что загрузка оборудования составляет процентов 70-75 от общего времени работы оборудования.
В феврале 2015 года на предприятии был организован пилотный проект внедрения системы на участке станков с ПУ – 5 единиц. На данный момент мониторингом охвачены 4 участка станков с ПУ, общей численностью – 23 единицы.
В первые два месяца работы комплекса мониторинга система показала, что оборудование в среднем загружено всего на 40-45%, а среднее время на наладку детали составляло 6-8 часов. Таким образом, полученные данные сами собой продиктовали необходимость проведения мероприятий, направленных на снижение потерь и увеличение времени работы станков в цикле.
В мае 2015 года был открыт проект по повышению эффективности использования станков с ПУ. Целью проекта являлось:
В процессе анализа данных системы мониторинга особое внимание было уделено процессу наладки, который в процентном выражении от общего времени работы станков занимал в среднем 35-40% и был практически равен циклу станка. Благодаря исследованию действий наладчиков в процессе наладки, было выявлено, что практически половина времени приходилась на процесс программирования станков с ПУ, а также на поиск инструмента и решение проблем организационного характера, что, по сути, привело к формулировке трех основных направлений реализации проекта.
На момент открытия проекта:
Для решения данных проблем была приобретена и внедрена на участках станков система автоматизации технологии производства – CAM-система, способная сократить время программирования, наладки и исключить типичные ошибки на всех стадиях проектирования и обработки деталей.
Самое главное, на чем мы акцентировали свое внимание при внедрении системы, – это возможность ухода от написания управляющих программ на стойках (сокращение времени наладки). На данный момент все организовано таким образом, что программы пишутся заранее бригадирами участков на компьютере, в определенных случаях технологами-программистами, с использованием базы программ, а в ночное время на каждом участке, в обязательном порядке, остается в смене один обученный наладчик.
Внедрение данной системы проходило в несколько этапов, изображенных на рис. 2.
Стоит отметить этап обучения наладчиков, проводимый собственными силами на основе разработанной методики обучения, в которую вошло изучение CAD, PDM-систем и собственно САМ-системы. В процессе совместными усилиями специалистов станочников и программистов были разработаны постпроцессоры под стойки станков, что позволило, во-первых, сократить стоимость приобретения CAM-системы, а во-вторых, унифицировать получение управляющих программ под любые стойки станков.
С целью сокращения времени на поиск программ были организованы мероприятия по созданию базы управляющих программ и определено единое место хранение в виде PDM-системы, схема организации которой показана на рис. 3. Интегрирование с САПР-системами предприятия позволило проводить сквозной процесс конструкторско-технологической подготовки производства, который однозначно позволяет сократить сроки разработки, производства изделий и организовать более углубленное взаимодействие технологов с сотрудниками участков станков с ПУ по решению производственных проблем. На данный момент у нас насчитывается более 500 программ, и работы по наполнению продолжаются.
Если говорить в целом о плюсах внедрения CAM-системы, то здесь стоит отметить, что в процессе создания базы УП было сокращено время обработки деталей за счет оптимизации ходов, уменьшения длины подводов/отводов, их видов, уменьшения шага обработки и т.д., что снижает прямые затраты. Появилась возможность проведения токарно-фрезерной обработки деталей, что в свою очередь сократило количество операций и оборудования. В среднем, с учетом расчета стоимости часа работы станка на предприятии, экономический эффект за 2016 год с одного участка составил 450 тыс. руб. экономии.
Конечно, появление подобного рода систем и нововведений в производстве сопровождается проблемами, и наше предприятие не стало исключением. Процесс принятия наладчиками новых правил работы был встречен недопониманием, однако мы заранее предугадали данную проблему и при принятии решения разработали целую методику мотивирования и поощрения сотрудников. Так, написание управляющей программы приравнивалось к улучшениям на производстве и оплачиваемым кайдзен-предложениям, а выполнение определенных нами требований – к возможному росту грейдов сотрудников, то есть к росту заработной платы, что позволило привлечь их внимание.
Помимо программирования станков с ПУ одной из важных проблем, на которую мы обратили внимание, стала работа наладчиков/операторов, а также взаимодействие специалистов снабжения и технологов с инструментальной базой нашего хозяйства. Проблема одних заключается в неорганизованном использовании режущего инструмента, незнании, где он находится, других – в отсутствии понимания, какой инструмент необходимо покупать, и, как следствие, – потеря времени на наладку, на смену инструмента и большие траты денег на закупку.
Цель, которую мы перед собой поставили, заключалась в обеспечении наиболее рационального и эффективного использования металлорежущих инструментов.
При использовании современных металлообрабатывающих станков возрастают требования к приобретению режущего инструмента. Рынок режущего инструмента на сегодняшний день представлен большим разнообразим конструктивных материалов, геометрией режущих кромок и т.д., и их рациональное использование на оборудовании непосредственно определяет качество и время обработки. В первую очередь было организовано взаимодействие технологов и снабженцев для проведения мероприятий по выявлению наилучших пластин по показателю стойкости и стоимости: проведены испытания твердосплавных пластин, расчет затрат на изготовление детали инструментом. Таким образом, подбор оптимальных пластин под детали позволил уменьшить количество их использования при увеличении производства (результат отображен в таблице 1) и в ряде случаев уменьшить время обработки детали за счет корректировки режимов резки пластин.
Особое внимание было уделено проблеме использования инструмента на производстве. Ни один наладчик не знал, где находится инструмент, необходимый именно в данный момент времени: они ходили в поисках нужного инструмента по участку от станка к станку, тратили время. При решении данного вопроса мы пришли к выводу, что необходимо создать единое центральное место хранения всех резцов, которые имеются на участках. Нами был спроектирован и изготовлен на участки «инструментальный магазин» (рис. 4), который представляет собой принципиальной иной механизм хранения: это своеобразная «витрина», разделенная на ячейки под размер резцов, каждая из которых имеет свое имя по названию хранящейся в ней разновидности инструмента. При этом весь инструмент хранится в открытом доступе. Забирая нужный резец из инструментального магазина, наладчик оставляет в ячейке карточку со своего станка. Таким образом, в каждый момент времени любому работнику участка понятно, где искать необходимый инструмент. В итоге организовано не только централизованное прозрачное хранение инструмента, но и его оперативный учет на участке. Облегчив поиск нужного инструмента на участке, мы сократили время, затрачиваемое на процесс наладки.
Благодаря имеющейся базе программ, написанных в САМ-системе и знаний времени стойкости инструмента, полученных опытным путем, нам удалось начать проведение нормирования инструмента, способное определить количество инструмента, необходимое на заданный промежуток времени, и, как следствие, спланировать бюджет на его закупку.
Рассмотрение темы инструмента и управляющих программ позволило продумать внедрение на участках карт наладок (рис. 5) и сформировать их альбом. Карта наладки несет информацию, позволяющую оператору или наладчику, вне зависимости от уровня знаний и возможностей, без вмешательства в подробности и нюансы той или иной управляющей программы, осуществить наладку детали в сокращенные сроки.
Благодаря использованию возможностей системы мониторинга были подключены в сеть станки с ЧПУ, что позволило организовать передачу управляющих программ на станок непосредственно с компьютера, на котором она пишется, а также снизить риск потерь управляющих программ.
Немаловажным было бы отметить мероприятия, направленные на решение организационных проблем (рис. 6):
Еженедельно для руководства предприятия формируются отчеты (рис. 7), в которых отражена загрузка станка и все события, происходящие в течении недели. Это позволяет анализировать процессы и в оперативном порядке принимать меры, направленные на корректировку данных системы в сторону улучшения.
Итоги реализации проекта, полученные сравнением средних годовых показателей за 2015 и 2016 гг. по участку пилотного внедрения системы мониторинга, представлены на рисунке 8. Выполнение мероприятий проекта и в совокупности действия руководства и сотрудников, участвовавших в проекте, дало возможность, при увеличении количества деталей и переналадок, увеличить загрузку оборудования и уменьшить время наладки до показателей, сопоставимых с поставленными перед началом проекта целями.
Текст: Антон Ягудин. Изображение ru.freepik.com
