Аннотация. Современное развитие машиностроительного производства непрерывно связано с переходом на цифровую экономику. При этом большую роль играет внедрение новых компетенций инженерного персонала, переход на совершенно новый подход к проектированию. Исходя из этого, в статье освящено внедрение цифровых двойников, технологий дополненной реальности, автоматическая настройка оборудования в режиме реального времени.
Ключевые слова. Цифровое производство, технологическая подготовка механообрабатывающего производства, нормирование технологического процесса, цифровые двойники, дополненная реальность, обрабатывающие центры.
Переход на цифровую экономику непрерывно связан с модернизацией производственных систем, и изменением подходов к организационно-экономическому обеспечению производственных процессов, включая изменение методов управления. Для повышения эффективности технологического процесса и гибкости производства, оборудование должно быть приспособлено к оперативной перенастройке на выпуск различных видов продукции. В гибких производственных системах необходимо обеспечить быстрый переход к производству новых изделий путем изменения управляющих программ. Для этого необходимо повышать научный потенциал, а так же внедрять новые компетенции для производственного и инженерного персонала. В целях повышения научного потенциала в условиях цифровой экономики, сегодня широко развивается технология «умное роботизированное производство», объединяющая гибкие производственные модули, станки с ЧПУ, обрабатывающие центры.
Предшествующим этапом развития промышленности было использование комплекса объединяющего выполнение фрезерных, сверлильных и токарных операций. Данные четырех-шести координатные обрабатывающие центры с ЧПУ, позволяют вести безостановочную работу, производя несколько операций одновременно. Получая на выходе готовое изделие. Это позволило значительно увеличить производительность при этом повысить точность обработки и улучшить качество получаемой продукции. Но использование данного подхода, обеспечивающее концентрацию технологических операций, ограничено объективными факторами, связанными с необходимостью термической обработки деталей и разделением черновой и чистовой обработки.
Переход на цифровое производство – это совершенно новый подход к проектированию продукции. Данный подход основан на многоуровневой матрице целевых показателей и ресурсных ограничений, системах интеллектуальных помощников и цифровой платформы автоматизации. Совокупность которых, позволяет создание цифровых двойников, как продукции, так и производства. Обеспечивает разработку виртуальных стендов и полигонов, для выполнения цифровых испытаний. Способствует решению задачи комплексной автоматизированной системы технологической подготовки производства, которая позволит смоделировать множество возможных вариантов технологических процессов изготовления заданных изделий и сформировать рекомендации либо по совершенствованию конструкции изделия, либо по изменению средств технологического оснащения с целью обеспечения производственной технологичности и повышения эффективности функционирования производственной системы. Создание цифровых двойников, обеспечивает минимизацию натурных испытаний и снижение времени выхода продукции на рынок. При этом особо важны знания и компетенции для разработчиков продукции. Которые должны обладать навыками создания конструкторской документации в электронном виде, создания модельных прототипов в виртуальной среде. В современных условиях должно быть высокоразвито программное обеспечение конструкторской и технологической подготовки производства. Что повысит производительность и качество работы конструкторов и технологов, за счет групповых методов работы над проектом. Способствую оперативному обмену информацией в электронном виде между проектировщиком и предприятием.
Одним из важных этапов технологической подготовки механообрабатывающего производства, нормирование технологического процесса. Переход на цифровое производство и внедрение технологий дополненной реальности, позволяет сократить подготовительно-заключительное время. Оператор станка затрачивает значительно меньше времени на ознакомление с чертежом, так как имеет перед собой виртуальную 3D модель. И сокращает время на получение консультаций у мастера, за счет оперативной онлайн передачи информации.
Внедрение технологии дополненной реальности влияет не только на нормирование технологического процесса, но и изменяет подход к работе на участках сборочного цеха. На первоначальном этапе увеличивается время на технологическую подготовку и визуализацию технологического процесса сборки изделий, и влечет дополнительные компетенции технологов. Но в последующем значительно сокращает время на сборку сборочных единиц. Уменьшается количество ошибок и брака при получении готового изделия. Снижаются требования к компетенциям слесарей механосборочных работ.
Цифровое производство — это не только новый этап проектирования, но и оснащение станков и обрабатывающих центров системой датчиков и контрольно-измерительных приборов, способных производить автоматическую настройку оборудования в режиме реального времени. Что позволяет сократить подготовительно-заключительное время при наладке станка и приспособлений. Процесс сбора, обмена, обработки и анализа информации, процесс способный проводить диагностику состояния производственной системы, позволяющий автоматически производить адаптацию оборудования под новые производственные задачи.
Наиболее важной и остростоящей проблемой механообрабатывающего производства, является технологическая обработка, которая связанна со значительными временными затратами, что делает машиностроительное предприятия не выгодными для вложения средств. Современные подходы к технологической подготовке производства связанны с субъективным характером принятия проектных решений при разработке технологических процессов и невозможности учета реального состояния и возможностей конкретных производственных систем. При учете этих особенностей разрабатываемая система планирования многономенклатурных технологических процессов, использование которой позволяет полностью формализовать все этапы разработки и реализации технологических процессов.