Автоматизация производства с применением промышленных роботов, дающих возможность обеспечивать цикл обработки с высокой степенью производительности и точности, исключение производственных ошибок и перерывов, характерных для человека является необходимостью.

Одним из основных направлений применения промышленных роботов является изготовление сварных металлоконструкций в условиях массового, серийного и мелкосерийного производства.

При этом современные промышленные роботы-сварщики представляют собой истинное чудо инженерной мысли. Робот размером с человека может легко нести нагрузку в 200-300 кг, а может динамично и точно передвигаться (с точностью до + / -0,01 мм). Кроме того, промышленные роботы могут выполнять свою задачу безостановочно, круглые сутки на протяжении многих лет. Примерный срок эксплуатации промышленного робота составляет не менее 20 лет. Роботы хотя и являются перепрограммируемыми, но зачастую, будучи однажды интегрированными в технологию, они выполняют свою задачу долгое время.

Большинство современных промышленных роботов-сварщиков имеют шесть независимых соединений, называемых также шесть степеней свободы. Причина этого заключается в том, что произвольное размещение робота в пространстве требует назначения шести параметров, три из них, чтобы указать местоположение (координаты х, у, z) и три, чтобы указать ориентацию.

Чем больше возможности роботов, тем больше при управлении роботами на первый план выступает интерфейс, интуитивно понятный для пользователя. SmartPAD с большим сенсорным экраном с антибликовым покрытием и высоким разрешением наглядно демонстрирует возможности интуитивно понятного управления роботами (рис.1).

Рисунок – 1 Пульт управления комплексом

Далее рассмотрим модели AS-IS и TO-BE представленную в IDEF0 по методологии SADT. Функциональная модель AS-IS – это модель «как есть», т.е. модель уже существующего процесса/функции. Функциональная модель TO-BE позволит четко определить распределение ресурсов между операциями делового процесса, что дает возможность оценить эффективность использования ресурсов после предлагаемого внедрения роботизированного технологического комплекса (РТК) для сварки.

Модель AS-IS 

Модель AS-IS – это модель «как есть», т.е. модель уже существующего процесса/функции. Обследование процессов является обязательной частью любого проекта создания или развития системы. Построение функциональной модели AS-IS позволяет четко зафиксировать, какие процессы осуществляются на предприятии, какие объекты используются при выполнении функций различного уровня детализации [1, 2, 3, 4].
На основе модели AS-IS достигается консенсус между различными этапами процесса по тому, «кто что сделал» и что каждый этап добавляет в процесс. Функциональная модель AS-IS является отправной точкой для анализа потребностей предприятия, выявления проблем и “узких” мест и разработки проекта совершенствования деловых процессов. Модель AS-IS позволяет выяснить, «что и как мы делаем сейчас» перед тем, как определить то, «что и как будет делаться завтра». Найденные в модели недостатки исправляются при создании модели TO-BE (как будет) – модели новой организации работы предприятия [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Модель TO-BE нужна для анализа альтернативных путей решения задачи и выбора наилучшего из них. В настоящее время пользуются двумя наиболее популярными методологиями построения функциональных моделей SADT и DFD. Далее рассмотрим модель AS-IS представленную в IDEF0 по методологии SADT(Рис.2,3).

Рисунок 2– Процесс изготовления

Рисунок 3 – Декомпозиция процесса на подпроцессы

На основании данной модели был выявлен ряд проблем («узких мест»):

• Воздействие вредных и опасных производственных факторов;
• Физические нагрузки на человека;
• Отсутствие автоматизации процессов;
• Не высокая квалификация персонала;
• Возможность потери или порчи бумажных документов;
• Возможность искажения данных при формировании отчета, за счет получения неполной информации.

Модель TO-BE

Найденные в модели AS-IS недостатки исправляются путем создания модели ТО-ВЕ (как будет), т.е. модели новой организации процессов на предприятии. Создание и внедрение приводит к изменению условий выполнения отдельных операций, структуры процессов и предприятия в целом [7, 8, 9, 10, 11]. Это приводит к необходимости изменения системы правил, используемых на предприятии, модификации должностных инструкций сотрудников. Применение функциональной модели TO-BE позволяет не только сократить сроки внедрения информационной системы, но также снизить риски, связанные с невосприимчивостью персонала к информационным технологиям. Модель ТО-ВЕ нужна для анализа альтернативных (лучших) путей выполнения функции и документирования того, как компания будет делать бизнес в будущем [12, 13, 14, 15, 16]. Функциональная модель TO-BE позволит четко определить распределение ресурсов между операциями делового процесса, что дает возможность оценить эффективность использования ресурсов после предлагаемого реинжиниринга. Далее рассмотрим модель TO-BE представленную в IDEF0(Рис.4,5).

Рисунок 4 – Процесс  изготовления с РТК

Рисунок 5 – Декомпозиция процесса на подпроцессы

Эффективным свойством решения многих задач комплексной автоматизации являются робототехнические комплексы (РТК), работающие по принципу гибкой «безлюдной» технологии под управлением ЭВМ. Переход от изолированного использования отдельных роботов, станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и другого автоматизированного оборудования РТК позволяет резко сократить время переналадки производства на выпуск новой продукции, высвободить обслуживающий персонал и обеспечить круглосуточную эксплуатацию оборудования.

Главное различие РТК от автоматических линий, традиционно используемых в массовом производстве, заключается в их гибкости, т.е. в способности быстро перестраиваться на выполнение новых технологических операции или изменение их последовательности за счет изменения управляющих программ. Поэтому РТК и создаваемые на их основе гибкие автоматизированные производственные системы находят все более широкое применение в серийном производстве, доля которого в промышленности составляет 80%.

Существенное решение функциональных возможностей РТК достигается за счет введения в его систему управления элементов адаптации и искусственного интеллекта. Такие РТК с адаптивным управлением могут автоматически приспосабливаться к непредсказуемым изменениям производственной обстановки и условий эксплуатации. Они принципиально отличаются от РТК первого поколения мощным информационным и программным обеспечением, позволяющим системе управления планировать технологические операции и принимать оптимальные решения, воспринимать и оперативно реагировать на изменения в рабочей зоне, анализировать обстановку и распознавать объекты, программировать работу оборудования и корректировать управляющие программы, диагностировать неисправности и предотвращать аварийные ситуации.

Только промышленные роботы и сварочные роботы способны весьма оперативно сегодня принести в науку и бизнес, на производства  новейшие технологические прорывные решения. Современные новейшие роботы при их внедрении заставят привести всю технологическую цепочку от конструкторов и конструкторских разработок, заготовительного производства, складской логистики, собственно производства на уровень инноваций. Программное обеспечение, поставляемое с роботами  позволяет весьма уверенно производить новейшее оборудование, заниматься резкой, сборкой, сваркой, покраской, фрезерованием (фрезеровкой), высокоточным перемещением и многими другими технологическими операциями на качественно ином уровне.

Построение плана-графика с использованием MS Project

В первую очередь, самой главной задачей руководителя организации является осознание цели мероприятий по внедрению автоматизированных систем, поскольку эти мероприятия часто подразумевают сильную встряску для организации. Руководство должно ясно видеть конечную цель и не терять её из вида в дальнейшем [17, 18, 19, 20, 21]. Например, целью внедрения РТК (Роботизированный технологический комплекс) могут быть повышение эффективности автоматизированного обмена или уменьшение транзакционных издержек внутри компании.

Примером непонимания цели является желание просто “автоматизировать предприятие”. Это не цель, а одно из средств повышения эффективности компании. Руководство должно точно ранжировать по эффективности все имеющиеся средства подобного рода. РТК может служить для создания новых схем управления, укрепляя целевые бизнес-процессы [22, 23, 24, 25].

Немаловажным требованием является создание стратегии реализации интеграции РТК, то есть необходимость разработать поэтапный процесс внедрения, специально приспособленный к требованиям определенной компании. Жизненный цикл проекта интеграции РТК можно разделить на восемь основных стадий, каждую из которых требуется рассмотреть подробно [26, 27, 28].

Стадия планирования

Эта стадия является основой всего проекта. Чтобы обеспечить быстрое продвижение на последующих стадиях, прорабатываются все вопросы, связанные с планированием и организацией, определяется объем работ по проекту, компонуется организация, распределяются ресурсы, подробно планируется деятельность, определяются концепции и устанавливается техническое окружение. Стадия планирования должна быть полностью завершена перед переходом к следующей стадии – стадии реализации [29, 30, 31].конкуренция

Стадия реализации

В процессе выполнения этой стадии строится системный прототип, который должен отражать все процессы и процедуры компании, определенные в будущей концепции. Здесь основной задачей является настройка системы в соответствии с требованиями организации, а также создание отчетов и форм, необходимых руководству. Стадии реализации и подготовки частично пересекаются, некоторые действия из стадии подготовки могут начинаться еще во время стадии реализации [32, 33, 34, 35].

Стадия подготовки

Эта стадия предваряет запуск производства. Настраивается система производства, выполняется проверка взаимодействия и функционирования системы и проверка качества в производственной среде. Кроме этого, создается пользовательская документация, а сами пользователи проходят соответствующий курс обучения.

Производственная стадия

Команда, работающая над проектом, должна точно отрегулировать систему и завершить проект перечнем всех его достижений.

Следующие действия не стоит объединять в одну определенную стадию, так как они должны выполняться непрерывно в течение всего проекта.

Обучение

Обучение начинается с подготовки команды, работающей над проектом, в системе, линейном подразделении и управлении проектом, а заканчивается подготовкой пользователей.

Контроль над проектом

Контроль над внедрением следует осуществлять в течение всего жизненного цикла проекта. Команда, работающая над проектом, должна определять и постоянно отслеживать отклонения от намеченного графика.

Управление рисками

На ранней стадии необходимо определить и тщательно проанализировать потенциальные риски и предпринять соответствующие профилактические меры.

Управление внесением изменений

Так как реакция пользователей на вносимые изменения может быть как положительной, так и отрицательной, то одной из задач руководителя является умелое управление и корректировка циклов этих изменений.

Также следует отметить, что серьезным фактором, требующим пристального внимания уже на первых стадиях проекта внедрения РТК, является правильный подбор команды. Данный вопрос актуален всегда, но особенную остроту он приобретает, когда отношения заказчика и исполнителя имеют высокую степень формальности.

Подбор команды проекта со стороны заказчика встречает обычно наибольшие трудности. Этот процесс затрудняет то обстоятельство, что выбор практически всегда идет только из существующих сотрудников Заказчика. Наиболее правильным решением со стороны Заказчика является назначение руководителем проекта не директора по IT, как того требует специфика внедряемой системы, а финансового директора организации. Неприятным моментом здесь является распространенное нежелание выделять сотрудников под нужды проекта полностью. В результате ключевые фигуры занимаются совмещением работы в проекте с другими обязанностями, что часто приводит к печальным последствиям.

Построение плана-графика с использованием MS Project

Рисунок 6 –  План проекта

Рисунок 7 – Лист ресурсов

Рисунок 8 – График проекта

Рисунок 9 – Использование задач

Рисунок 10 – Использование ресурсов

Рисунок 11 – Сетевой график

Рисунок 12 – Сводка по проекту

Рисунок 13 – Назначение ресурсов

Рисунок 14 – Бюджет проекта

Рисунок 15 – Список дел технического писателя

Рисунок 16 – Список дел программиста

Отчет проекта

Практически во всех видах деятельности приходится работать с тем или иным видом отчетности. Относиться к этому занятию нужно серьезно. Ведь на основании отчетов оценивают продуктивность работы, проводят ее анализ. Давайте разберемся, что такое отчет, какие бывают виды отчетностей и в каких сферах они используются.

Отчет – это электронное, письменное или устное сообщение по конкретному вопросу, которое основано на документальных данных. Уже из определения понятно, что все отчеты делятся на две большие группы: письменные и устные. Письменные, в свою очередь, могут быть краткими или развернутыми.

В процессе расчетов Project автоматически генерирует стандартные отчетные бухгалтерские документы:

• бухгалтерский баланс;
• отчет о прибылях и убытках;
• отчет о движении денежных средств;
• отчет об использовании прибыли.

После завершения анализа проекта формируется отчет. В Project предусмотрен специальный генератор отчета, который обеспечивает компановку и редактирование отчета по желанию пользователя. В отчет могут быть встроены не только стандартные графики и таблицы, но и построенные пользователем с помощью специального редактора.

Рисунок 17 – Отчет о базовом плане

Рисунок 18 – Отчет о доступности ресурса

Рисунок 19 – Отчет о состоянии критических задач

Рисунок 20 – Отчет о доступности ресурсов по трудоемкости

Рисунок 21 – Отчет о использовании ресурсов в MS Excel

Заключение

Автоматизация бизнес процессов современного предприятия является необходимым и обязательным условием его успешного функционирования.

В данной статье был описан роботизированный технологический комплекс и его внедрение в процесс изготовления.

Внедрение РТК позволяет реализовать следующие задачи:

1        увеличение выпуска продукции в единицу времени, что является следствием повышения производительности;

2        экономия рабочих площадей и высвобождение рабочих, которые могут быть использованы в другом производстве;

3        повышение качества продукции и связанное с этим уменьшение брака и объема работ по его исправлению;

4        уменьшению вспомогательного времени и повышению непрерывности технологического процесса;

5        уменьшение воздействия  вредных и опасных производственных факторов на человека;

6        уменьшение физических нагрузок на человека;

7        появление автоматизации процессов;

8        повышение квалификации персонала.

Российский рынок роботизированных технологий пока очень молод и находится в начальной стадии развития. В ближайшие время спрос на промышленных роботов будет целиком и полностью зависеть от интереса, проявленного к ним владельцами предприятий. Только тогда роботизация нашей промышленности станет таким же необратимым процессом, как уже необратима сегодня модернизация отечественных предприятий. Преимущества перехода на роботизированные технологии неизбежно выведут многие наши предприятия на новый технологический уровень, повысят качество выпускаемой ими продукции, производительность и гибкость производственных процессов.

Таким образом, была поставлена и достигнута цель по созданию проекта на внедрение роботизированного технологического комплекса с использованием MS Project.