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.

На основе своего экспертного мнения Соваре рекомендует наиболее внимательно подходить к выбору решения. 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.

Системы поддержки трёхмерной печати

Системы поддержки трёхмерной печати (СПТП, англ. 3D Printing Support Systems, 3DP) — это специализированный комплекс программных и аппаратных решений, обеспечивающий полный цикл подготовки, контроля и оптимизации процесса 3D-печати, включая автоматизированное создание поддерживающих конструкций, мониторинг качества печати и постобработку готовых моделей, а также управление производственными процессами и взаимодействие с клиентами для эффективного выполнения заказов и контроля качества конечного продукта.

Классификатор программных продуктов Соваре определяет конкретные функциональные критерии для систем. 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.

По аналитическим данным Соваре, 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.

Израиль

Stratasys Direct Manufacturing GrabCAD

Россия

ГеММа-3D, ВЕРТИКАЛЬ, Энфорс, NCManager, d-Flow, Samiso, ТЕХТРАН, GlazzAR, GearInspector, МастерФаб, ОРИОН, Unicut, Uniweld, Стрела, ГеММа-3D.Постпроцессор, ГеММа-3D.Измерения, CardpasPro, МАКС САПР

Бельгия

Materialise Magics

США

Netfabb

Германия

Siemens NX