Автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП)

Автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП, англ. Computer Aided Manufacturing Systems, CAM) — это комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации процессов проектирования, подготовки и управления технологическими процессами на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). В целом, данные системы помогают оптимизировать технологические процессы, планирование загрузки оборудования, управление запасами и производственными мощностями, а также обеспечивают эффективное взаимодействие между различными подразделениями и этапами производства.

Технологическая подготовка производства (ТПП) — это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение готовности производственной системы к выпуску продукции требуемого качества в установленные сроки и с оптимальной себестоимостью. ТПП включает в себя разработку технологических процессов, выбор оборудования и инструментов, проектирование специальной оснастки и приспособлений, расчёт норм времени и материальных затрат, а также разработку документации, необходимой для организации производственного процесса. Эта деятельность требует тесного взаимодействия инженерных, конструкторских и производственных подразделений, а также учёта множества факторов, включая особенности используемого оборудования, характеристики сырья и материалов, требования к качеству продукции и сроки её выпуска.

Ключевые аспекты данного процесса:

• разработка технологических маршрутов и процессов,
• выбор и обоснование применения оборудования и технологической оснастки,
• расчёт технологических размеров и допусков,
• определение норм времени и материальных ресурсов,
• разработка технологической документации,
• проектирование специальных приспособлений и инструментов,
• планирование загрузки производственных мощностей,
• обеспечение соответствия технологических процессов стандартам и требованиям.

В современных условиях значимость технологической подготовки производства неуклонно растёт, и важную роль в её совершенствовании играют цифровые (программные) решения. Автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП) позволяют существенно повысить эффективность ТПП, оптимизировать использование ресурсов, сократить время на разработку и внедрение технологических процессов, а также улучшить взаимодействие между различными подразделениями предприятия.

Автоматизированные системы технологической подготовки производства предназначены для автоматизации процессов проектирования, подготовки и управления технологическими процессами на станках с числовым программным управлением. Они позволяют реализовать комплексный подход к управлению производственными процессами, обеспечивая интеграцию различных этапов технологической подготовки и выполнение расчётов, необходимых для оптимизации производства.

Функциональное предназначение АСТПП заключается в оптимизации технологических процессов, планировании загрузки оборудования, управлении запасами и производственными мощностями. Системы способствуют улучшению взаимодействия между подразделениями и этапами производства, что позволяет сократить временные и ресурсные затраты, повысить точность и качество производственных операций, а также обеспечить более эффективное использование имеющихся технологических и материальных ресурсов.

Автоматизированные системы технологической подготовки производства в основном используют следующие группы пользователей:

• предприятия машиностроительного комплекса и других отраслей, где применяются станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для серийного и единичного производства;
• инженерные и конструкторские бюро, занимающиеся разработкой технологических процессов и подготовкой производственной документации;
• производственные подразделения, ответственные за планирование загрузки оборудования, управление запасами и производственными мощностями;
• компании, стремящиеся оптимизировать взаимодействие между различными этапами и подразделениями производства;
• предприятия, реализующие проекты по цифровизации и модернизации производственных процессов.

Администрирование

Возможность администрирования позволяет осуществлять настройку и управление функциональностью системы, а также управление учётными записями и правами доступа к системе.

Импорт/экспорт данных

Возможность импорта и/или экспорта данных в продукте позволяет загрузить данные из наиболее популярных файловых форматов или выгрузить рабочие данные в файл для дальнейшего использования в другом ПО.

Многопользовательский доступ

Возможность многопользовательской доступа в программную систему обеспечивает одновременную работу нескольких пользователей на одной базе данных под собственными учётными записями. Пользователи в этом случае могут иметь отличающиеся права доступа к данным и функциям программного обеспечения.

Наличие API

Часто при использовании современного делового программного обеспечения возникает потребность автоматической передачи данных из одного ПО в другое. Например, может быть полезно автоматически передавать данные из Системы управления взаимоотношениями с клиентами (CRM) в Систему бухгалтерского учёта (БУ). Для обеспечения такого и подобных сопряжений программные системы оснащаются специальными Прикладными программными интерфейсами (англ. API, Application Programming Interface). С помощью таких API любые компетентные программисты смогут связать два программных продукта между собой для автоматического обмена информацией.

Отчётность и аналитика

Наличие у продукта функций подготовки отчётности и/или аналитики позволяют получать систематизированные и визуализированные данные из системы для последующего анализа и принятия решений на основе данных.

При выборе программного продукта класса автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП) необходимо учитывать ряд ключевых факторов, которые определят эффективность внедрения и использования системы в конкретной производственной среде. Прежде всего, следует проанализировать масштаб деятельности предприятия: для малого бизнеса могут быть приемлемы решения с базовым функционалом и относительно невысокой стоимостью, тогда как крупные производственные холдинги потребуют систем с расширенными возможностями интеграции, масштабируемости и поддержки большого числа одновременных пользователей.

Ключевые аспекты при принятии решения:

• соответствие функциональности системы специфике производственных процессов (например, наличие модулей для работы с определёнными типами станков и оборудования, поддержка специфических технологических операций);
• совместимость с уже используемым на предприятии программным и техническим обеспечением (например, работа с определёнными операционными системами, базами данных, промышленными сетями);
• возможность интеграции с другими корпоративными информационными системами (ERP, MES и др.);
• наличие механизмов обеспечения требуемого уровня информационной безопасности (например, шифрование данных, аутентификация пользователей, аудит действий);
• поддержка необходимых стандартов и нормативов (например, ГОСТ, ISO, отраслевых стандартов проектирования и производства);
• возможности масштабирования и расширения функциональности системы в будущем с учётом роста производства и изменения технологических процессов;
• наличие качественной технической поддержки и обучающих материалов для персонала, а также опыт внедрения системы на предприятиях схожего профиля.

Также важно оценить уровень квалификации персонала, который будет работать с системой, и предусмотреть затраты на обучение. Необходимо обратить внимание на условия лицензирования и стоимость владения системой в долгосрочной перспективе, включая возможные расходы на обновления, техническую поддержку и модернизацию. Немаловажным фактором является репутация разработчика и наличие успешных кейсов внедрения системы в компаниях, работающих в схожей отрасли и с сопоставимым масштабом производства.

Автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП) играют ключевую роль в оптимизации производственных процессов, повышая эффективность и снижая издержки. Их применение приносит ряд существенных преимуществ:

• Оптимизация технологических процессов. АСТПП позволяют анализировать и оптимизировать последовательность операций, выбирая наиболее эффективные методы обработки, что сокращает время производства и уменьшает расход ресурсов.

• Повышение точности проектирования. Системы обеспечивают высокую точность при разработке технологических процессов и управляющих программ для станков с ЧПУ, минимизируя вероятность ошибок и снижая количество брака.

• Улучшение планирования загрузки оборудования. АСТПП предоставляют инструменты для анализа загрузки станков и другого оборудования, позволяя равномерно распределять производственные задачи и избегать простоев.

• Эффективное управление запасами. Системы помогают отслеживать уровень запасов сырья и комплектующих, прогнозировать потребности и оптимизировать закупки, снижая издержки на хранение и минимизируя риски дефицита.

• Интеграция данных и взаимодействие подразделений. АСТПП обеспечивают единый информационный поток между различными отделами и этапами производства, улучшая координацию и сокращая время на согласование и передачу данных.

• Сокращение времени на подготовку производства. Автоматизация процессов разработки технологической документации и управляющих программ значительно ускоряет подготовку производства новых изделий.

• Повышение гибкости производства. Системы позволяют быстро перенастраивать производственные процессы под выпуск новых изделий или изменение объёмов производства, что особенно важно в условиях динамичного рынка.

Системы управления оборудованием с числовым программным управлением

Системы управления оборудованием с числовым программным управлением (СУО ЧПУ, англ. Computer Numerical Control Equipment Management Systems, CNC EMS) — это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическими процессами на станках с ЧПУ. Они позволяют задавать и контролировать параметры обработки, траектории движения инструментов, скорости и другие характеристики процесса с высокой точностью, что обеспечивает эффективное и качественное выполнение производственных задач.

Средства технологической подготовки производства

Средства технологической подготовки производства (СТПП, англ. Computer-Aided Process Planning Tools, CAPP) – это комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации процесса разработки технологических процессов производства изделий. Они помогают оптимизировать маршруты обработки, выбирать оборудование и инструменты, рассчитывать нормы времени и материалов, а также формировать техническую документацию.

Для того, чтобы быть представленными на рынке Автоматизированные системы технологической подготовки производства, системы должны иметь следующие функциональные возможности:

• автоматизация проектирования технологических процессов и создания технологической документации,
• формирование управляющих программ для станков с числовым программным управлением (ЧПУ),
• планирование загрузки производственного оборудования и оптимизация использования производственных мощностей,
• управление запасами и материалами с учётом потребностей производственного процесса,
• обеспечение взаимодействия и обмена данными между различными подразделениями и этапами производства.

В 2025 году на рынке автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП) можно ожидать усиления тенденций к интеграции передовых технологий, повышения уровня автоматизации и расширения возможностей анализа больших данных, что будет способствовать дальнейшему росту эффективности производственных процессов и снижению издержек.

• Интеграция искусственного интеллекта. Внедрение алгоритмов машинного обучения и ИИ для оптимизации технологических процессов, прогнозирования потребностей в ресурсах и автоматизации принятия решений на основе анализа данных о производстве.

• Развитие интернета вещей (IoT). Расширение использования датчиков и устройств IoT для мониторинга состояния оборудования и параметров производственного процесса в режиме реального времени, что позволит оперативно выявлять и устранять неполадки.

• Облачные технологии. Переход к облачным решениям для хранения и обработки данных, что обеспечит более гибкое масштабирование ресурсов, упростит доступ к информации с различных устройств и повысит уровень безопасности данных.

• Цифровизация документации и документооборота. Внедрение электронных систем для управления документацией, что сократит время на согласование и утверждение технологических процессов, упростит поиск и анализ необходимых данных.

• Системы предиктивного обслуживания. Разработка и внедрение систем, позволяющих прогнозировать необходимость технического обслуживания и ремонта оборудования на основе анализа данных о его работе, что поможет избежать простоев и снизить затраты на ремонт.

• Расширение возможностей визуализации данных. Использование передовых инструментов визуализации для представления данных о производственных процессах, что облегчит анализ ситуации, выявление проблем и принятие управленческих решений.

• Стандартизация и интероперабельность систем. Усиление тенденций к созданию унифицированных стандартов для обеспечения совместимости различных АСТПП и других корпоративных информационных систем, что упростит интеграцию новых решений в существующую инфраструктуру.

Россия

ГеММа-3D