Новые технологии автоматизированного раскроя материалов для мебельного производства. Глава 2.

Комплексная автоматизация предполагает внедрение модулей САПР на всех рабочих местах. Для небольших предприятий такой подход является оптимальным, однако на средних и крупных предприятиях предпочтительнее использовать поэтапную технологию. Это позволит избежать единовременных крупных затрат и минимизировать издержки, связанные с переходом на новые принципы работы.

Важным достоинством комплексной автоматизации является отсутствие проблем передачи данных между отдельными подсистемами САПР, установленными в разных подразделениях, и их дублирования. Помимо этого резко сокращается количество данных, вводимых вручную, что значительно экономит время и уменьшает количество ошибок. Например, исходные данные для создания карт раскроя или ведомостей на комплектацию заказа, ошибки в которых могут иметь самые серьезные негативные последствия, формируются автоматически, то есть безошибочно, если, конечно, мебельное изделие спроектировано правильно.

Использование единой платформы комплексной автоматизации позволяет получить экономию на сопровождении и обслуживании программного обеспечения, поскольку поддержка работоспособности единого комплекса требует значительно меньше затрат, чем нескольких отдельных программ. В условиях рыночной экономики необходимы специальные решения по автоматизации управления проектными работами, без которых крайне сложно построить эффективную деятельность любой проектно-ориентированной организации, в том числе мебельного предприятия. Автоматизация проектирования и ТПП повышают эффективность выполнения проектных операций, однако выполнение проекта в целом существенно зависит от взаимодействия с заказчиком и принятия своевременных управленческих решений. Основное назначение системы управления проектными работами — информационная поддержка проектов и контроль их исполнения. Для этого она должна иметь возможность оперативного получения информации о запланированном и фактически отработанном времени, а также о текущем состоянии материальных и финансовых ресурсов как по заказу в целом, так и по отдельным его элементам. Одним из важных условий эффективности системы управления проектными работами на мебельном предприятии является получение точной и оперативной информации о ресурсах проекта, в частности, о материалоемкости и трудоемкости изготовления изделий. Эта информация формируется в САПР, поскольку модель мебельного изделия содержит полный объем информации для выполнения точного расчета необходимого количества материалов, что является исходной информацией для формирования различных спецификаций. Кроме того, тесная интеграция проектирующих и управленческих программных подсистем позволяет организовать учет так называемых «невизуальных» материальных компонентов изделия, то есть тех, которые явно не входят в математическую модель, но используются в технологическом процессе. Информация о них также необходима для получения точной картины текущей производственной ситуации. Примерами могут служить такие показатели, как время выполнения технологических операций, параметры которых зависят от геометрических параметров изделия (облицовка кромок панелей, сверление отверстий, монтаж фурнитуры и т.п.), износ режущего инструмента, расход вспомогательных материалов (краска, клей+расплав). Интеграция комплексной САПР и системы управления проектными работами позволяет организовать эффективную и прозрачную систему учета и управления.

САПР БАЗИС как платформа комплексной автоматизации мебельного предприятия

Универсальной платформой комплексной автоматизации всех этапов проектно-производственной части жизненного цикла мебельных изделий является САПР БАЗИС. Система построена по модульному принципу в соответствии с основными этапами конструкторско-технологического проектирования корпусной мебели и включает в себя модули, перечисленные в табл. 2.1.

Табл. 2.1. Назначение модулей системы Базис

Первой операцией жизненного цикла нового изделия корпусной мебели является прием заказа. При ее выполнении определяются функциональные, размерные, цвето-фактурные и иные параметры будущих изделий и ансамблей в режиме непосредственного диалога с заказчиком. Основными требованиями к модулю САПР для выполнения данной проектной операции являются высокое качество трехмерного изображения, адекватность построения интерьера помещения и высокая скорость моделирования вариантов расстановки мебели и оформления заказа. Помимо этого необходимым условием является тесная интеграция с остальными модулями системы, поскольку исполнение заказа производится либо на уровне складской программы предприятия, либо передачей его в производство.

В модуле БАЗИС-Салон для реализации этих требований разработан ряд подсистем — менеджеров.

Менеджер формирования электронных каталогов (прайс-листов) позволяет структурировать продукцию предприятия в соответствии с ее функциональным назначением и принятой стратегией реализации. Это позволяет каждому предприятию конфигурировать структуру каталогов в соответствии со своими потребностями. Например, формируются два каталога: один — для кухонной мебели, другой — для шкафов. Внутренняя структура каждого каталога может быть различной. Допустим, в первом каталоге определяются четыре группы верхнего уровня: напольные изделия, навесные изделия, длинномеры, аксессуары; а во втором — две: шкафы с распашными дверями и шкафы с раздвижными дверями. Естественно, что и дальнейшее разделение групп на подгруппы будет различаться.

Неотъемлемой частью каждого каталога являются справочники, прежде всего справочники материалов и фурнитуры, которые включают в себя множества допустимых материалов и видов фурнитуры, ассоциированных с группами элементов изделий, которые могут применяться для моделирования различных проектных вариантов.

Менеджер приема заказов является основным элементом модуля БАЗИС-Салон. Работа с ним начинается с моделирования виртуального помещения. Для достижения максимальной достоверности изображения используются параметрические библиотеки строительных элементов (двери, окна, колонны и т.п.), которые устанавливаются в нужные места с автоматическим контролем корректности. Каждому элементу помещения ставится в соответствие цвет, текстура и оптические характеристики его поверхности (прозрачность, зеркальность и т.д.).

Расстановка моделей изделий и произвольных объектов интерьеров производится в соответствии с имеющимися каталогами. При выполнении этой операции можно использовать все основные проекции и режимы отображения (каркасная модель, модель в текстурах с показом видимых ребер или без показа и т.д.). Во всех этих режимах просмотра интерьера допускается добавление, редактирование и удаление моделей изделий и объектов. Для более быстрого и удобного размещения моделей предусмотрен ряд предопределенных вариантов позиционирования: «поставить на пол», «повесить на указанную стену», «установить на поверхность» и ряд других.

Для создания фотореалистичного изображения виртуального помещения необходимо расставить в нем источники света в соответствии с их расположением в реальном помещении. Каждому источнику света ставятся в соответствие определенные характеристики, после чего формируется изображение, которое и оценивается заказчиком. При положительном решении автоматически генерируется необходимый пакет документов, включая производственное задание, и заказ незамедлительно передается на предприятие для изготовления и/или комплектования.

Системообразующими модулями комплекса являются универсальная специализированная САПР БАЗИС+Мебельщик и модуль параметрического объектно-ориентированного проектирования БАЗИС+Шкаф.

Функциональность модуля БАЗИС+Мебельщик разработана таким образом, что позволяет эффективно моделировать любые конструктивные и иные особенности конкретных мебельных изделий. Она включает в себя инструментарий для объектного моделирования изделий корпусной мебели любой сложности, который состоит из двух групп команд:

▼ стандартные операции геометрического 3D моделирования (создание объектов на основе базового набора элементарных тел, построение объектов путем трансляции замкнутых контуров по пространственным кривым, булевы операции, аффинные преобразования, построение массивов объектов путем копирования по линии, окружности и точкам, симметричное отображение);

▼ специфические операции, учитывающие особенности и нюансы конструирования корпусной мебели.

Примерами таких специфических операций являются:

▼ установка панелей с зазорами, отступами и автоматической привязкой к ранее созданным объектам;

▼ облицовывание кромок и пластей панелей любыми материалами с учетом их физических свойств и особенностей технологических процессов конкретного производства;

▼ формирование произвольных пазов (в том числе фигурными фрезами) на пласти или в торце панели, например, для проектирования филенчатых и рамочных фасадов;

▼ создание сборочных единиц из отдельных панелей и элементов фурнитуры;

▼ автоматизированное моделирование любых типов дверей и выдвижных ящиков произвольной конструкции с различными системами открывания и выдвижения;

▼ моделирование крепежной и декоративной фурнитуры, как самостоятельных структурных элементов изделия, включая формирование пользовательских классов параметрических элементов;

▼ построение гнутых и гнуто+клееных панелей с произвольной линией гибки и любым списком материалов;

▼ работа с проектами (мебельными ансамблями), представляющими собой произвольные списки выбранных изделий с указанием их количества, в том числе, для выполнения общего раскроя материалов и расчета экономических показателей;

▼ визуализация древовидной структуры изделия с возможностью быстрого поиска, просмотра и редактирования любого элемента.

Завершающим этапом конструирования мебельного изделия является формирование комплекта чертежно+конструкторской документации, для чего разработано специальное программное обеспечение, позволяющее решить эту задачу в автоматическом режиме. По полученной 3D модели автоматически может генерироваться любой набор документов, включая:

▼ сборочный чертеж с габаритными размерами и позициями панелей;

▼ рабочие чертежи каждой панели с размерными цепочками до отверстий крепежа и обозначением облицованных кромок;

▼ спецификации на каждый материал с указанием размеров соответствующих панелей и способа облицовки кромок;

▼ таблицы трудоемкостей выполнения технологических операций по панелям;

▼ схема сборки изделия, представляющая наглядное изображение порядка сборки.

Вид оформления всех документов соответствует требованиям ЕСКД и может настраиваться пользователем в соответствии со стандартами предприятия. Для возможной доработки автоматически сформированных чертежей и спецификаций имеется полный функционал редактора чертежно-конструкторской документации: построение любых видов размеров и специальных обозначений, основной надписи, штриховки областей, формирования технических требований и т. д.

Модуль БАЗИС+Шкаф является параметрической САПР, сочетающей табличные методы задания параметров изделий с интерактивным режимом конструирования. Это дает возможность на любом этапе моделирования визуализировать трехмерное изображение изделия и вносить необходимые коррективы. Результатом работы модуля являются два типа объектов:

▼ прототипные математические модели изделий, описывающие множество потенциальных вариантов реализации;

▼ модели конкретных мебельных изделий, полностью адаптированные к использованию всеми модулями системы БАЗИС.

В модуле БАЗИС-Шкаф реализовано разделение всех проектных операций на группы, выполняемые в ручном, автоматизированном или автоматическом режиме. Это определяется необходимой степенью влияния проектировщика на результаты операции. Определение основных конструктивных параметров корпуса изделия, материалов и видов фурнитуры выполняется вручную, поскольку это задачи, требующие принятия решений. Для повышения обоснованности принимаемых решений предоставляется доступ к справочно-информационной и рекомендательной информации, позволяющий значительно сократить затраты времени.

Формирование внутреннего наполнения (вертикальные и горизонтальные перегородки, стационарные и съемные полки и т.д.) производится в автоматизированном режиме, но с обязательным автоматическим контролем допустимости выполнения и соответствия существующим ограничениям. При их нарушении процесс конструирования прерывается и возвращается на предыдущий шаг, либо выполняется автоматическая коррекция модели по заранее определенным алгоритмам.

Существует большая группа трудоемких операций (расстановка крепежной фурнитуры, расчет параметров профильных дверей, облицовка открытых кромок элементов и т.д.), требующих высокой концентрации внимания, а, следовательно, имеющих высокую вероятность появления ошибок. Все подобные операции реализуются в два этапа: предварительная однократная настройка алгоритмов и автоматическое выполнение самой операции.

Подобное разделение операций на группы позволяет значительно ускорить и оптимизировать работу конструкторов, освободив их от выполнения рутинных операций, и минимизировать количество ошибок субъективного характера. Как отмечалось выше, условия современного мебельного производства диктуют необходимость оптимизации карт раскроя материалов на основе комплекса геометрических, технологических и организационных критериев оптимизации с возможностью задания их приоритетов. Этот принцип положен в основу разработки модуля БАЗИС-Раскрой. Для автоматического обеспечения комплектности карт раскроя производственное задание на раскрой формируется автоматически на основе 3D модели.

Методически первым действием после построения списка раскраиваемых панелей является назначение общих параметров: размер обрезки плиты по краям, направление первых резов, размер максимальной ширины полос, значение припуска на криволинейные кромки, ширина пропила и т.п.

В качестве критерия оптимизации используется минимизация обобщенной стоимости получаемых заготовок, в которую входит стоимость материалов и работ по реализации раскроя. Для практической реализации такого подхода формируется шкала критериев оптимизации, включающая в себя следующие критерии:

▼ максимальное значение КИМ;

▼ минимальное количество резов;

▼ количество установок размеров;

▼ количество поворотов панелей;

▼ минимальная длина резов;

▼ количество карт раскроя;

▼ оптимизация размеров обрезков.

Каждому критерию ставится в соответствие приоритет, который определяется его расположением на шкале. Алгоритм оптимизации следующий. Сначала формируется множество возможных карт раскроя. После этого отбираются те из них, которые являются оптимальными в соответствии с первым критерием. Затем множество отобранных карт оптимизируются по второму критерию и т.д.

Организация эффективного мебельного производства предполагает повышение производительности на всех этапах жизненного цикла. С точки зрения оптимизации раскроя материалов это означает необходимость учета маршрутной технологии изготовления изделий, поскольку раскройный участок мебельного предприятия определяет ритмичность всей производственной цепочки. В модуле БАЗИС-Раскрой для решения этой задачи предусмотрен ряд специальных возможностей:

▼ организация дополнительного списка панелей для минимизации количества образующихся обрезков материалов;

▼ автоматическая фильтрация обрезков с применением специальных алгоритмов минимизации их количества и ведение соответствующей базы данных;

▼ работа с проектами, как средством совместного раскроя деталей нескольких поступивших в производство заказов;

▼ использование технологии штрихового кодирования для идентификации и маршрутизации деталей, что позволяет организовать переход к безбумажной технологии;

▼ применение каскадного раскроя для дополнительной оптимизации отдельных карт по локальной шкале критериев оптимизации и локальным технологическим настройкам;

▼ выполнение раскроя с учетом технологических особенностей станков, что позволяет оптимальным образом загрузить весь парк раскройного оборудования;

▼ использование метода штабелирования деталей для обеспечения их планируемого выхода с раскройного участка и передачи на последующие участки обработки;

▼ опциональное разделение раскроя на две технологические операции по технологии поэтапного (полосового) раскроя;

▼ буферизация раскроя для ручной коррекции карт с автоматическим контролем комплектности.

Анализ опыта использования разработанных алгоритмов и технологий раскроя в модуле БАЗИС-Раскрой показывает их высокую эффективность и гибкость, что позволяет добиться значительной экономии материалов, уменьшения трудоемкость работ и повышения ритмичности производства. Эти факторы во многом влияют на стоимость мебельных изделий. В условиях конкуренции выпуск качественных изделий по приемлемой цене - единственный способ динамичного развития предприятия.

В структуру системы БАЗИС входит специализированный модуль экономического анализа БАЗИС-Смета, информационно интегрированный с конструкторскими и технологическими модулями. Он реализует единую методику автоматического расчета следующего ряда основных технико-экономических параметров, в частности:

▼ количество и стоимость материалов в изделии или заказе с учетом основных и вспомогательных материалов, а также износа инструмента и амортизации оборудования;

▼ трудоемкость и стоимость работ по изготовлению изделия;

▼ статьи калькуляции цены (затраты на материалы, заработную плату, транспортные расходы, накладные расходы, прибыль и т.д.) и цена на изделие или заказ в целом.

Для мебельной промышленности, имеющей дело с производством сложных инженерно-художественных изделий массового потребления, это особенно актуально, поскольку существует объективная необходимость оперативного выполнения экономических расчетов на различных этапах реализации заказа: при приеме заказа в салоне, в процессе конструирования и технологической подготовки, при передаче заказов в производство.

Сформированные в модуле БАЗИС+Смета информационные массивы могут интерпретироваться как заявки на комплектацию заказа. После автоматической обработки они передаются в модуль БАЗИС-Склад, который представляет собой систему автоматизации материального склада, интегрированную в общее информационное пространство мебельного предприятия. Это позволяет максимально сблизить и оптимизировать работу проектных отделов, отдела снабжения и склада материалов и комплектующих, что дает возможность бесперебойно обеспечивать производство всем необходимым. Модуль БАЗИС-Склад относится к информационным системам, которые создаются на уровне управления складом и служат для обеспечения работы производственных звеньев. На этом уровне решаются задачи детального управления запасами, распределения товаров по заказам и их комплектования.

Особенностью мебельных предприятий является широкое использование станков с ЧПУ. Для автоматизации проектирования УП в системе БАЗИС разработан модуль БАЗИС-ЧПУ, особенностью которого является возможность интеграции практически со всеми станками и системами ЧПУ, используемыми на мебельных предприятиях, при высокой степени автоматизации этого процесса.

Таким образом, подход к автоматизации проектирования мебельных изделий, реализованный в системе БАЗИС, характеризуется комплексностью программных решений, реализуемых на единой методологической и информационной платформе. Все модули работают в едином информационном пространстве, автоматизируя все основные этапы жизненного цикла мебельных изделий.

Отличительные особенности САПР БАЗИС 8

Отличия САПР БАЗИС 8 от предыдущий версий определяются переходом на полнофункциональное трехмерное ядро. В результате БАЗИС-Мебельщик стал функционально насыщенной системой, но при этом остался простым и удобным в работе, что оптимально соответствует потребностям мебельных предприятий. Поскольку он является специализированной графической системой, то оперирует не с абстрактными трехмерными телами, а с элементами мебели, учитывая особенности конструкционных материалов и фурнитуры, методику конструирования, наличие художественной составляющей в изделиях и т.д.

Первая и главная задача конструктора — выразить свой замысел в модели будущего изделия. На быстрое и качественное решение этой задачи и нацелен весь функционал модуля БАЗИС-Мебельщик. Прежде всего, следует отметить, что в новой версии конструирование изделий ведется не только на главных проекциях (виды спереди, слева, сверху), но и на аксонометрической проекции в любых режимах: каркас, с частичным удалением невидимых линий, с полным удалением невидимых линий и в текстурах. Значительно ускоряют работу настраиваемый пространственный механизм объектных «привязок» к характерным элементам модели мебельного изделия (автоматическая привязка к ранее созданным объектам), а также возможность установки панелей с зазорами и припусками.

Для построения произвольных декоративных элементов мебели и интерьера (канты, профили, балясины, балюстрады и т.п.) в систему включен специальный инструментарий, который позволяет быстро и максимально достоверно смоделировать любой декор. Требования к эксклюзивности мебели со стороны заказчиков постоянно увеличиваются. Это привело к необходимости разработки гибких средств построения гнутых панелей. В новой версии модуля БАЗИС+Мебельщик на основе обычной панели можно не только создать абсолютно любую гнутую панель, но и сделать в ней произвольные вырезы, пазы и отверстия. При этом как контур панели, так и все ее элементы допускают оперативное редактирование.

Еще одним популярным приемом декорирования мебели является использование филенчатых фасадов. Для их моделирования используется прием построения пазов произвольного сечения по произвольной траектории на пласти панели. В последующем при формировании комплекта конструкторской документации на рабочих чертежах деталей автоматически будет показано соответствующее сечение. Это справедливо и для редактирования торцов панелей при построении произвольных скруглений и фасок. Удобными инструментами любого конструирования являются вспомогательные элементы, которым конструктор «намечает» контуры будущих деталей.

Для того чтобы не отказываться от этого привычного способа при конструировании на аксонометрических проекциях, разработан оригинальный функционал для построения размеров, вспомогательных линий и дуг в пространстве. Многие мебельные изделия имеют в своем составе такие типовые функциональные элементы, как двери и ящики. В зависимости от назначения различаются несколько конструкций дверей, для каждой из которых имеются свои элементы фурнитуры. Всякий раз создавать их «с нуля» не рационально, поэтому разработаны специальные средства для установки дверей по заранее заданным параметрам.

Аналогичная ситуация с выдвижными ящиками. Как правило, на каждом предприятии есть определенный набор их конструкций, которые заносятся в библиотеку. Этот процесс выполняется однократно во время адаптации системы. Он требует от специалиста только хорошей квалификации в прикладной области, никаких знаний в области программирования от него не требуется. В дальнейшем редактирование библиотеки производится в случае появления новых систем выдвижения. При установке ящиков из библиотеки автоматически определяются их размеры в зависимости от заданного габарита секции и технологических отступов.

С точки зрения структуры проектируемого изделия двери и ящики являются автономными сборочными единицами (блоками), которые можно редактировать, как единое целое, или поэлементно. Помимо таких предопределенных сборочных единиц конструктор может создавать собственные, объединяя отдельные элементы модели по конструктивным или иным критериям. Они могут быть двух видов:

▼ постоянные блоки, которые являются структурными элементами изделия;

▼ временными блоки, которые создаются для выполнения различных групповых операций, таких как изменение свойств и параметров деталей, копирование по различным алгоритмам, зеркальное отображение и т.д.

Для исключения субъективных ошибок при проектировании в новой версии реализована проверка модели на предмет пересечения панелей между собой. Важной операцией при проектировании корпусной мебели является работа с крепежной и декоративной фурнитурой. В новой версии модуля БАЗИС-Мебельщик реализованы принципиально новые подходы к моделированию фурнитуры. При помощи специальной программы возможно создание абсолютно любых ее видов с любым количеством отверстий, их произвольным расположением, формой и способом базирования. Помимо этого для обеспечения преемственности с предыдущими версиями и решения ряда специфических проектных задач разработан модуль формирования параметрической фурнитуры. Подобный подход позволяет моделировать не только все ее существующие виды, но и те, которые будут выпускаться в будущем.

Вне зависимости от типа, установка фурнитуры может производиться на любом виде с использованием различных способов базирования, в зависимости от расположения ее составных элементов на панелях. Способы базирования фурнитуры и примеры изделий приведены в табл. 2.2.

Табл. 2.2. Способы базирования фурнитуры

При установке фурнитуры для всех сопрягаемых панелей, в том числе и гнутых, автоматически выполняются две операции:

▼ проверка возможности установки фурнитуры на панелях;

▼ формирование отверстий в панелях.

Поскольку проектирование является итерационным процессом, в новой версии создается «история модели» — последовательность шагов выполнения операций моделирования с возможностью возврата на любой из них. Автоматическое построение чертежей по трехмерной модели мебельного изделия реализовано во многих системах. Однако качество получаемых документов в большинстве случаев является недостаточным для передачи их в производство и требуется ручная доработка.

В новой версии модуля БАЗИС-Мебельщик реализованы оригинальный алгоритм формирования чертежно-конструкторских документов и гибкая пользовательская настройка вида и состава комплекта документации, учитывающая организационно-технологические особенности конкретного предприятия. Естественно, что все документы полностью соответствуют требованиям ЕСКД. Перечислим основные возможности работы с документацией, реализованные в восьмой версии:

▼ возможность просмотра чертежа панели со всеми размерами до отверстий и нанесенной облицовкой во время редактирования контура панели;

▼ отображение на сборочном чертеже любого набора из шести проекций изделия, а также аксонометрии в линиях, с частичным или полным удалением невидимых линий;

▼ автоматическая расстановка позиций на сборочном чертеже для сборок, деталей и фурнитуры;

▼ возможность автоматического формирования при выпуске рабочих чертежей следующих элементов:

▼ таблицы с координатами отверстий,

▼ таблицы облицовок кромок и пласти,

▼ сечения пазов и кантов;

▼ возможность обозначения отверстий на чертежах условными пользовательскими изображениями;

▼ автоматическое формирование на чертежах сечений пазов и кантов, таблиц с координатами отверстий и таблицы облицовок кромок и пласти;

▼ автоматический перенос таблицы отверстий, сечения пазов, таблицы операций и т.п. на второй лист чертежа для лучшего восприятия;

▼ автоматическое создание схем сборки на все подсборки изделия и схемы сборки всего изделия из узлов в линиях, с частичным или полным удалением невидимых линий, а также в текстурах;

▼ автоматическое отображение на схеме сборки панелей, фурнитуры и отверстий в панелях для нее, вспомогательных линий, показывающих места установки каждого вида фурнитуры;

▼ автоматическое формирование таблицы крепежа, необходимого для каждой подсборки, с его изображением, наименованием, количеством и позицией;

▼ настройка алгоритма автоматического формирования спецификаций в соответствии с конкретными условиями производства;

▼ автоматическое формирование пошаговых схем сборки изделий с расстановкой позиций, формированием таблиц крепежа и фурнитуры с их изображением, наименованием, количеством и позицией.

Новая версия системы БАЗИС является эффективной платформой для построения комплексных САПР на мебельных предприятиях. Она изначально «запрограммирована» на реализацию любых дизайнерских и конструкторских замыслов в области стилевых и функциональных решений. Благодаря большому количеству настроек адаптация к специфике конкретного предприятия, новым типовым элементам или материалами, может производиться в кратчайшие сроки. Заложенные в систему алгоритмы работы с единой информационной моделью при выполнении всех проектных операций позволяют существенно уменьшить количество согласований, полностью исключить применение комплектующих элементов и материалов, которые невозможно передать в производство в требуемые сроки, организовать максимально быстрое прохождение заказа по цепочке «дизайн — конструирование — технологическая подготовка производства — изготовление».

По сравнению с предыдущими версиями системы в БАЗИС 8 появилось большое количество новых функциональных возможностей по моделированию изделий корпусной мебели, основные из которых перечислены ниже:

▼ построение модели, как в ортогональных, так и в аксонометрических и перспективных проекциях, а также в любом режиме отображения;

▼ трехмерное моделирование изогнутых профилей произвольного сечения с учетом длины этих профилей в модулях БАЗИС+Смета и БАЗИС+Раскрой;

▼ резка профилей произвольного сечения под произвольным углом, моделирование рамочных фасадов с запилом профилей «в ус»;

▼ моделирование трехмерных произвольных геометрических тел (шар, пирамида и т.п.);

▼ выполнение операций сложения, вычитания и пересечения для любых трехмерных тел, панелей и профилей;

▼ моделирование обработки торцов панели (скругление, спил под углом, фрезерование фасонной фрезой);

▼ установка накладных и врезных кантов произвольного сечения на кромки панелей с возможностью параллельного формирования паза в торце панели;

▼ нанесение на панель фрезеровки инструментом любого сечения;

▼ простановка трехмерных размеров на модели в любой проекции, включая аксонометрическую и перспективную проекции;

▼ моделирование произвольной крепежной и декоративной фурнитуры с автоматическим построением отверстий при ее установке на любые панели изделия;

▼ создание редактируемого комплекта сборок из ранее созданных сборок с передачей в модуль БАЗИС+Смета наименование комплекта;

▼ назначение каждой команде пользовательского сочетания «горячих клавиш»;

▼ построение для гнутых панелей слоев склеенных материалов, в том числе с учетом зазоров на клеевой слой и анализом корректности построения их контуров

▼ формирование вырезов и пазов в гнутых панелях, а также обработка их кромок;

▼ выполнение анализа корректности модели: проверка на взаимное пересечение панелей, наличие незакрепленных панелей, превышение максимальных размеров и т.д.;

▼ построение истории формирования модели с возможностью возврата на любой из предыдущих шагов;

▼ автоматическое заполнение спецификации с возможностью пользовательских настроек содержания и наименований столбцов;

▼ автоматическое создание схемы сборки не только на всю модель, но и на любую из подсборок с отображением крепежа и отверстий, а также линий, связывающих крепеж с соответствующими отверстиями;

▼ возможность установки на модель трехмерных элементов в форматах *.3ds, *.wrl, *.obj, *.x3d, *.x3dv, *.md3 и учет их количества в модуле БАЗИС+Смета в штуках;

▼ импорт моделей корпусов мебели с трехмерной фурнитурой, создаваемых в программе Blum Dynaplan;

▼ возможность установки фурнитуры и фрагментов, назначения текстур, импорта 3D моделей, как штатными командами, так и из браузера;

▼ реализация групповых операций по назначению и редактированию параметров в базе материалов, а также перемещению материалов и операций;

▼ архивирование базы материалов и восстановление ее из архива;

▼ произвольная идентификация материалов:

▼ по артикулу,

▼ по наименованию,

▼ по артикулу и наименованию,

▼ по артикулу или наименованию;

▼ возможность отнесения одного материала к нескольким классам одновременно;

▼ применение тарифной сетки по разрядам при расчетах экономических показателей (назначение разной стоимости нормо-часа для разных операций);

▼ использование параметров модели для операций с пазами, гнутыми и склеенными панелями, а также создание пользовательских параметров для отверстий, пазов, фурнитуры и крепежа.

В целом предложенные в системе БАЗИС 8 решения позволяют ускорить проектно-производственные процессы, исключить субъективные ошибки проектирования, значительно повысить производительность труда всех специалистов, обеспечить достоверность информации об изделиях и заказах.

Внедрение сквозной системы автоматизации проектирования

С течением времени изменяются требования к автоматизации проектирования и технологической подготовки производства во всех отраслях промышленности. Еще несколько лет назад актуальной была задача автоматизации отдельных подразделений и видов проектных работ. Это привело к появлению большого количества программ, достаточно эффективно автоматизирующих отдельные этапы жизненного цикла изделий, но информационно не связанных между собой. Сегодня для абсолютного большинства руководителей и специалистов очевидно, что потенциал подобных решений исчерпан, и на повестке дня стоит вопрос организации комплексной автоматизированной системы. Именно сквозная автоматизация является ключевым моментом в организации эффективной инженерно-технической деятельности.

Любое предприятие имеет определенную историю автоматизации, что выражается в применении некоторого набора привычных программных продуктов. Для перехода к сквозной автоматизации возможно два основных подхода: либо создать некоторую программную надстройку и организовать обмен информацией на уровне форматов данных, либо установить комплексную систему, имеющую необходимый функционал.

В первом случае возникает проблема корректной передачи информации между программами. Прямую конвертацию, как правило, реализовать проблематично, а конвертация через стандартные форматы обмена данными во многих случаях приводит к потере части информации. Кроме того сквозная автоматизация предполагает создание информационной инфраструктуры, связывающей системы проектирования и планирования, обеспечивая доступность к информации, а также ее актуальность в режиме реального времени.

Программную надстройку теоретически можно создать, но практические попытки потребуют слишком больших затрат, поскольку она будет уникальной, рассчитанной на конкретное предприятие, а, следовательно, дорогой. Помимо этого изменения в прикладных программах повлекут за собой необходимость ее доработки, что потребует новых, достаточно высоких расходов.

Гораздо перспективнее установить комплексное программное решение, работающее в едином информационном пространстве. Сегодня большинство разработчиков САПР предлагают комплексные CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM решения, фактически переходя в статус системных интеграторов в сфере автоматизации проектно-производственной деятельности предприятий. Такой подход гораздо перспективнее, требует меньших затрат и проще в сопровождении, в том числе и для мебельных предприятий. С этой точки зрения САПР БАЗИС оптимальным образом отвечает всем требованиям, предъявляемым к программному обеспечению для комплексной автоматизации, как со стороны малого мебельного бизнеса, так и со стороны крупных производителей.

Анализ опыта внедрения системы БАЗИС на мебельных предприятиях показывает, что в основном оно идет по одному из двух сценариев. В первом случае автоматизация начинается с конструкторско-технологических подразделений и производства. Это позволяет достаточно быстро (от трех до восьми месяцев) окупить инвестиции в САПР и начать получать прибыль. В процессе работы накапливается библиотека моделей, на основании которой можно создавать электронные каталоги. По мере развития сети сбыта продукции, предприятие переходит к автоматизации мебельных салонов, уже имея модели всего номенклатурного ряда изделий. По этому сценарию автоматизировались такие известные мебельные бренды, как «Ангстрем» (г. Воронеж), «Бора-Мебель» (г. Лермонтов), «BRAVOcucine» (г. Казань), «КА2» (г. Рязань), «Artmobila» (г. Кишинев).

Во втором случае автоматизация начинается с мебельных салонов, что позволяет увеличить количество клиентов за счет возможности быстрого формирования виртуальных интерьеров. Предоставление полной визуальной информации о будущем заказе, учет особенностей помещения при расстановке мебели, реализация пожеланий относительно конструкции и цвето-фактурных решений мебели — все это позволяет «удержать» потенциального клиента. Этим достигается увеличение количества выпускаемой продукции. Для формирования электронных каталогов — основы автоматизации продажи мебели, приобретается минимальный комплект системы БАЗИС, достаточный для проектирования моделей. Когда возросший поток заказов становится сложно обрабатывать, принимается решение о внедрении САПР в проектные и производственные подразделения. Этот сценарий выбирают компании, имеющие широкую дилерскую сеть, например, Ульяновская мебельная фабрика, «Алеанд» (г. Миасс), «Мебельщик (г. Калининград), «Пруссия» (г. Домодедово), группа компаний «Макс», (г. Волгоград).

Трудно сказать, какой из сценариев эффективнее. Все зависит от начальных условий, существующих на момент принятия решения о внедрении САПР. В любом случае развивающееся предприятие через определенное время понимает ограниченность локального подхода и приходит к выводу о необходимости комплексной автоматизации. Поскольку программная платформа не изменяется, а система БАЗИС изначально построена по модульному принципу, расширение области применения САПР происходит естественно, без серьезных организационно-технических проблем.

Современный уровень автоматизация мебельных предприятий имеет определенную специфику. Требования потребителей к мебельным изделиям определяются двумя основными параметрами: индивидуальность проекта и высокое качество изделий. С точки зрения автоматизации мебельных предприятий это требует разработки эффективных программ для решения двух соответствующих задач:

▼ непосредственное включение заказчика в жизненный цикл мебельных изделий на его начальном этапе, как источника исходной информации;

▼ включение в общее информационное пространство высокопроизводительного оборудования с ЧПУ, широко используемого на предприятиях.

В системе БАЗИС первая задача, то есть создание дизайн-проекта, решается в модуле БАЗИС-Салон. Основная цель, поставленная при его разработке, состояла в том, чтобы дизайнер или менеджер мебельного салона, которые, как правило, не обладают специальной инженерной подготовкой и знаниями организационно-технологических особенностей производства на конкретном предприятии, могли не только смоделировать помещение заказчика и расставить в нем мебель, но и сформировать корректное производственное задание.

Функционал модуля позволяет выполнять следующие операции:

▼ разработка дизайна интерьера помещения с учетом его архитектурно-строительных особенностей и использованием одного или нескольких предварительно подготовленных электронных каталогов моделей предметов корпусной мебели и элементов интерьера;

▼ прием заказов на корпусную мебель для непосредственной продажи в салоне или с целью последующего изготовления на предприятии и доставки ее заказчикам на дом;

▼ подготовка электронных прайс-листов предметов корпусной мебели и комплектующих изделий;

▼ автоматическая подготовка производственных заданий по каждому принятому заказу для последующей передачи их на предприятие.

Первая задача, которая решается при приеме заказа — это точное моделирование помещения заказчика. В модуле БАЗИС-Салон реализован широкий спектр инструментов, позволяющих быстро и легко решить эту задачу, например, сформировать внутренние перегородки, в том числе и с проемами, установить двери, окна, радиаторы отопления, отобразить наличие выступов и колонн произвольной формы и т.п. Причем установка любого из подобных элементов выполняется быстро и удобно. Например, при установке двери она автоматически позиционируется на ближайшую стену комнаты и «привязывается» к курсору. При перемещении курсора изображение двери свободно «скользит» вдоль стен комнаты, а на экране рядом с ним отображаются ширина двери и расстояния от нее до крайних точек соответствующей стены. Для придания виртуальному помещению реалистичного вида для каждой составляющей интерьера задается цвет или текстура.

Следующий шаг — расстановка моделей мебельных изделий, также реализован в максимально простой форме. Любая модель визуально выбирается из электронного каталога и автоматически правильно позиционируется относительно ближайшей стены. В процессе перемещения изделия по комнате при движении вдоль какой-либо стены, она автоматически меняет угол поворота таким образом, чтобы по стене перемещалась ее задняя стенка.

Отличительной особенностью модуля БАЗИС-Салон является наличие большого количества режимов позиционирования, например, установка на пол, подвешивание на стену, установка на указанную поверхность, последовательная установка группы изделий вдоль стены и т.д.

Помимо этого имеется специальный инструмент, позволяющий достаточно просто создавать такие общие для группы изделий элементы проекта, как карнизы, столешницы различной формы, пристеночные плинтусы, балюстрады и ряд других. Приданию высокой степени фотореалистичности изображению проектируемого интерьера в немалой степени способствует установка источников освещения и задание для них ряда параметров, таких, как тип источника, его яркость и цвет, размер конуса и т.п.

Для автоматизации завершающего этапа приема заказа (формирование и печать документов) в модуле БАЗИС-Салон предусмотрено вариантное конфигурирование нужного пакета документов, включая автоматическое формирование эскиза с размерами изделий. Также автоматически формируются отчет о принятом заказе и файлы производственных заданий, которые можно записать на любой электронный носитель информации или послать по электронной почте на мебельное предприятие, где они будут обработаны и включены в производственную программу в соответствии с указанными для заказов сроками исполнения.

Актуальность второй задачи объясняется тем фактом, что многие мебельные предприятия с целью повышения своей эффективности и качества продукции активно инвестируют в современные станки с ЧПУ и пильные центры. Программное обеспечение, которое может поставляться с ними, имеет два основных недостатка. Во-первых, оно является автономным, что не допускает его интеграции с CAD/CAM/CAPP модулями, уже работающими на предприятии. Во-вторых, оно предполагает либо ручной ввод исходной информации, либо использование простейших средств автоматизации. Для раскройных центров предлагаются дополнительные программы-оптимизаторы, но их стоимость слишком высока с точки зрения малых и средних предприятий.

Это определило необходимость разработки интегрированного модуля автоматизированного формирования управляющих программ БАЗИС-ЧПУ, который позволяет реализовать следующие возможности:

▼ автоматическое получение всей необходимой геометрической информации из математической модели изделия с выполнением предварительной обработки контуров панелей с целью их упорядочения, а также обнаружения потенциально ошибочных элементов и мест их сопряжения;

▼ автоматическое формирование траекторий движения инструмента;

▼ интерактивный режим проектирования УП, обеспечивающий реализацию максимального набора проектных операций;

▼ автоматическая генерация текста УП для выбранного станка с ЧПУ.

В настоящее время фирма «Базис-Центр» активно развивает сотрудничество с производителями оборудования, поэтому модуль БАЗИС-ЧПУ имеет выход на фрезерно-присадочное оборудование практически всех представленных на рынке СНГ фирм: Biesse Group, SCM, HIRZT, MasterWood, IMA, Holz-Her, BUSELLATO, FELDER, Uniteam, HOMAG Group, Beaver, НПФ «СЕМИЛ», MultiCam Inc. и др.

Основной входной информацией для создания управляющей программы является графическое изображение, созданное средствами конструкторских модулей БАЗИС-Мебельщик или БАЗИС-Шкаф, которое может быть как двумерным чертежом, так и трехмерной моделью. Естественно, что последнее гораздо предпочтительнее, поскольку позволяет автоматически выполнять ряд проектных операций. В целях интеграции с другими графическими системами предусмотрена возможность загрузки входной информации из файлов формата DXF.

Для корректной обработки двумерной информации к чертежу, формируемому в модуле БАЗИС-Мебельщик, предъявляется требование послойного размещения информации о контурах деталей, глухих и сквозных отверстий в пласти панели, торцевых отверстий, пазов на пласти и в торце панели.

При работе с 3D-моделями это требование реализуется автоматически. Кроме того, существует возможность формирования УП для обработки всех панелей изделия, или только указанных. Для предварительного анализа 3D-модели назначается ряд общих параметров: способ ориентации панелей, алгоритмы обработки глухих отверстий, необходимость снятия дополнительного припуска на облицовку кромок и т.д. Кроме того, для каждой системы ЧПУ предусмотрена возможность задания дополнительных параметров, позволяющих в максимальной степени отразить ее технологические особенности.

Для интеграции с пильными центрами разработаны постпроцессоры для станков таких известных производителей, как Altendorf, SCM, Gabbiani (SCM Group), Selco (Biesse Group), Paoloni, MacMazza и др. Это потребовало включения в состав целевой функции и системы ограничений задачи оптимального раскроя новых параметров оптимизации, учитывающих возможности высокопроизводительного пильного оборудования. Приведем только один пример: режим так называемого «полосового» раскроя, когда вначале формируются карты раскроя плит на полосы, а затем — полученных полос на заготовки. Как показала практика ряда фирм, использующих станки Altendorf («Эксполес», г. Владивосток, «Геометрия мебели», г. Москва, «ДОММ», г. Коломна), его использование позволяет реально повысить производительность труда на раскройном участке на 10+30% без уменьшения коэффициента использования материала.

Результатом работы компании «Базис-Центр» с производителями современных станков стала официальная совместная сертификация на полную совместимость программного обеспечения БАЗИС и оборудования двух ведущих фирм: Altendorf и SCM.

Бизнес в любой отрасли лучше всего понимает язык денег. Если некоторый проект позволяет вернуть инвестиции и получить дополнительную прибыль, он будет реализован. Внедрение сквозной системы автоматизации проектирования и технологической подготовки производства корпусной мебели может стать именно таким проектом. Но он не гарантирует автоматического получения прибыли. Для того, чтобы автоматизация приносила прибыль, необходимо, как минимум, грамотно выбрать программную платформу. С этой точки зрения преимущества отечественной разработки несомненны. Это объясняется следующими факторами:

▼ знание и понимание менталитета отечественных мебельщиков, учет существующих особенностей организации конструкторско-технологических и производственных работ;

▼ более низкая стоимость приобретения и владения лицензиями;

▼ поддержка отечественных стандартов;

▼ возможность более тесной интеграции с программами других отечественных разработчиков;

▼ обратная связь с разработчиками, позволяющая мебельщикам в существенной степени определять направления дальнейшего развития систем и их функциональность;

▼ широкое внедрение профессиональных программ в учебный процесс высших и средних специальных учебных заведений, что позволяет смягчить кадровую проблему;

▼ существенное уменьшение сложностей, возникающих в процессе внедрения и освоения программных продуктов в силу большей доступности технического сопровождения.

На последнем моменте стоит остановиться подробнее. Техническая поддержка программного комплекса БАЗИС осуществляется непосредственно разработчиками системы. На фирме «Базис-Центр» создана квалифицированная служба технической поддержки, в функции которой входит консультирование по телефонам горячей линии и электронной почте, обучение пользователей и организация региональных семинаров.

Помимо этого для подготовки квалифицированных пользователей разработана и внедрена методика обучения работе в системе БАЗИС. Целевое обучение специалистов является наиболее эффективным и, пожалуй, единственным способом привести знания и умения в систему. Техническая поддержка не заменяет и не может заменить планомерного обучения. Она позволяет оперативно решить любую проблему, возникшую у пользователя, но не может выяснить, чего пользователь не знает, какими приемами работы не владеет и что делает не оптимально. Эти пробелы могут быть ликвидированы только путем методичного и систематического обучения.

Программный комплекс БАЗИС является оригинальной отечественной разработкой, которая максимально и оперативно учитывает потребности и запросы российских мебельщиков. Многие мебельные компании, которые осознают значимость сквозной автоматизации, уже сделали свой выбор в его пользу. Это процесс взаимовыгодный: мебельщики получают дополнительную прибыль, а специалисты компании «Базис+Центр», анализируя их опыт, продолжают активно развивать свои программные продукты.