Комплексный подход к автоматизации конструкторско-технологического проектирования и его интеграция с производством — ключевое решение для повышения эффективности и конкурентоспособности предприятия.
Основным вектором развития САПР является повышение уровня автоматизации всех без исключения этапов проектирования и изготовления изделий, а также обеспечение их согласованной работы. Современное производство корпусной мебели — это очень динамичный процесс, на развитие которого влияют не только технологические факторы, такие как появление новых конструкционных материалов и фурнитуры или разработка многофункциональных обрабатывающих центров, но и мода, традиции, субъективные предпочтения отдельных категорий людей. Традиционная схема выпуска товаров «проектирование — производство — реализация», предполагающая серийный тип организации производства, все больше уступает место схеме «прием заказа — реализация заказа».
Реализация заказа — понятие довольно широкое, его содержание варьируется от полного цикла изготовления индивидуального заказа до комбинации типовых мебельных изделий в единый ансамбль. В любом случае высокий уровень конкуренции среди производи телей мебели дает возможность клиентам сравнивать и выбирать. Удержать клиента возможно только в случае предоставления ему оптимальных условий по совокупности требований: дизайн, качество, сроки изготовления и стоимость. Добиться этого позволяет использование автоматизированных систем, тонко учитывающих специфику мебельного производства. Именно по этой причине САПР корпусной мебели образовали отдельную отраслевую группу программных продуктов, функциональность которых достаточно специфична. Безусловно, конструкторское и технологическое проектирование мебельных изделий можно осуществить и в среде универсальных САПР, однако о высокой эффективности подобных решений говорить уже не придется.
Сегодня на большинстве мебельных предприятий реализована автоматизация конструирования и основных операций технологической подготовки производства. Задача состоит в интеграции с производственными системами, включающими в себя высокопроизводительное раскройное, присадочное, фрезерное и кромкооблицовочное оборудование с ЧПУ. Это требует разработки в структуре САПР высокоуровневых приложений для создания управляющих программ и средств автоматической идентификации заготовок в процессе их перемещения по участкам обработки.
Программное обеспечение от компании «Базис-Центр» реализовано на основе длительного сотрудничества с мебельными предприятиями и производителями станочного оборудования для них. Это полнофункциональное решение, которое может эффективно использоваться на любом мебельном предприятии, о чем наглядно свидетельствует опыт компании «Мебельные материалы и фурнитура» (MIF) из Ярославля.
Что такое комплексная автоматизация в производстве мебели
Обобщенная последовательность действий по изготовлению мебели включает в себя следующие этапы:
• прием заказа в мебельном салоне, который предполагает совместную работу клиента и дизайнера по определению дизайнерских и функциональных параметров будущего изделия;
• создание 3D-модели;
• формирование конструкторской документации;
• создание карт раскроя листовых материалов:
• расчет технико-экономических показателей;
• проектирование управляющих программ для станков с ЧПУ;
• формирование документов для материально-технического обеспечения;
• разработка схем упаковки готовых изделий.
Соответственно, система комплексной автоматизации должна включать в себя программное обеспечение для всех этих этапов, которое давало бы возможность повторного использования данных, позволяя при этом существенно сократить время их реализации и повысить безошибочность проектных решений.
В системе БАЗИС все это имеет место, причем дополнительно созданы модули автоматической загрузки в системы управления станками необходимых управляющих программ. Они работают на основе штрихового кодирования (рис. 1). Помимо этого разработано программное обеспечение для форматно-раскройных станков, позволяющее резко повысить их производительность за счет программной реализации некоторых функций станков с ЧПУ.
О компании MIF
Компания MIF — торгово-логистическое предприятие, которое обеспечивает мебельные производства фурнитурой и материалами. Кроме того, у нее есть и собственный цех по выпуску корпусной мебели и полуфабрикатов для нее. Компании «Базис-Центр» и MIF сотрудничают уже несколько лет — с того момента, когда открылся первый цех на базе ярославского офиса компании MIF. Этот шаг был сделан для того, чтобы предоставлять услуги мебельным предприятиям малого и среднего масштаба по раскрою и распилу материалов, облицовыванию кромок деталей, присадке отверстий и сборке корпусов. Подобные услуги очень востребованы, поскольку являются хорошей возможностью для предпринимателей повышать качество своей продукции без затрат на модернизацию производства.
В настоящее время у компании MIF шесть цехов на базе разных филиалов, в каждом из которых дизайнеры и проектировщики используют программное обеспечение БАЗИС. Компания планирует расширять это направление работы, увеличивая ассортимент продукции и штат специалистов, поэтому сотрудничество с компанией «Базис-Центр» будет развиваться.
Следует отметить, что компании MIF и «Базис-Центр» сотрудничают не только как поставщик и пользователь программного обеспечения, но и в рамках общих мероприятий. Например, представители «Базис-Центра» регулярно участвуют в обучающих семинарах, проводимых компанией MIF.
Почему БАЗИС: мнение специалистов компании MIF
Для мебельного производства среднего масштаба, каким является производство компании MIF, использование системы БАЗИС имеет множество плюсов. Все они обусловлены тем, что программа позволяет делать привычные операции быстрее и точнее.
Во-первых, существенно экономятся человеческие ресурсы. Каждый дизайнер, конструктор и технолог в условиях автоматизации может работать более эффективно, поэтому число заказов, находящихся у сотрудника в работе, можно увеличить, повысивтем самым прибыль. Другими словами, без расширения штата повышается производительность и растет количество клиентов.
Во-вторых, экономится время. Проект в системе БАЗИС создается быстро, особенно если это работа на основе уже существующих прототипов. Чертежи, спецификация и задание для станка ЧПУ подготавливаются и передаются на производство в кратчайшие сроки. Высокая скорость обслуживания — это реальное конкурентное преимущество. Оно привлекает тех, кому важно получить свой заказ в максимально короткие сроки.
Помимо экономии времени система БАЗИС позволяет рационально распределить мебельные материалы. В модуле «БАЗИС-Раскрой» создаются оптимальные схемы раскладки деталей на листах, а модуль «БАЗИС-ЧПУ» позволяет свести к минимуму процент брака.
Сквозная автоматизация в компании MIF
Технология сквозной автоматизации базируется на объектноориентированной 3D-модели мебельного изделия. Она создается в одном из конструкторских модулей: БАЗИС-Мебельщик или БАЗИСШкаф.
С точки зрения автоматизации последующих технологических этапов модели идентичны. Различия между ними заключаются только в методике формирования. БАЗИС-Мебельщик — это специализированный графический редактор, предназначенный для моделирования любых мебельных изделий, которые изготавливаются из плитных материалов. Соответственно, он оперирует такими объектами, как панель, крепеж, лицевая фурнитура, профили и т.д.
БАЗИС-Шкаф — параметрический редактор, поэтому он работает с некоторым ограниченным классом мебельных изделий, а именно с объектами, представляющими собой прямой или угловой корпус, наполненный перегородками, полками и выдвижными ящиками. Он проигрывает модулю БАЗИС-Мебельщик в универсальности, зато выигрывает у него в скорости моделирования.
Следует отметить возможности моделирования фурнитуры в системе БАЗИС. Специальный редактор позволяет создать базу фурнитуры с учетом схемы ее установки на мебельные изделия, а также внешнего вида. Это позволяет автоматически формировать необходимый набор отверстий на деталях. Еще в 2011 году у специалистов компании MIF возникла идея создать базу данных фурнитуры Boyard для использования в системе БАЗИС. Сейчас она реализована. База данных постоянно обновляется в соответствии с выпускаемыми новыми изделиями. Ее использование позволяет значительно облегчить конструкторам мебели работу с фурнитурой Boyard, особенно с новинками ассортимента, такими как кухонные системы или сетчатое наполнение. База данных находится в открытом доступе на сайте Boyard, откуда ее могут скачать все желающие.
Конструкторский этап частично пересекается с этапом технологической подготовки производства, поскольку все технологические программные модули вызываются напрямую из конструкторских модулей с автоматической передачей созданной модели. Конструктор или технолог создает следующий пакет документов в электронном виде:
• рабочие и сборочные чертежи;
• схема сборки — документ, предназначенный для заказчика мебели и показывающий порядок сборки изделия (рис. 2);
• карты раскроя плитных и погонных материалов;
• бирки со штриховыми кодами для всех деталей;
• схемы упаковки деталей изделия в пакеты и карты раскроя упаковочного материала;
• управляющие программы для станков с ЧПУ;
• смета используемых материалов и выполняемых работ;
• калькуляция статей затрат в себестоимости изделия.
Уровень автоматизации формирования документов очень высокий: от диалогового режима (схемы упаковки) до полностью автоматического режима в соответствии с предварительными настройками (чертежи, карты раскроя).
Идентификация деталей на производстве компании MIF осуществляется по штриховым кодам. Для этого на раскройном участке установлен этикеточный принтер для печати бирок и соответствующее программное обеспечение (рис. 3). Выход каждой готовой детали сопровождается печатью бирки. Принтер установлен таким образом, чтобы рабочему было удобно отрывать ее. Для повышения скорости работы и исключения ошибок наклеивание бирки выполняется без изменения ориентации детали, то есть рабочий просто берет деталь и наклеивает на нее бирку. На рис. 4 видно, что на двух очень похожих деталях бирки выглядят поразному и наклеены с разной ориентацией.
Это не «произвол» рабочего. Дело в том, что на бирках есть информация, которая «привязана» к кромкам детали, например данные об облицовочных материалах. Неправильно наклеенная бирка может привести к неправильному облицовыванию кромок детали, то есть к браку.
В системе БАЗИС при формировании бирок и карт раскроя выполняется автоматическая синхронизация ориентации получаемых деталей и соответствующих бирок. Именно по этой причине рабочему не надо выполнять никаких лишних движений, требуется только оторвать бирку и наклеить ее (рис. 5). Эта, на первый взгляд, мелочь уже сэкономила компании MIF немало времени и денег, минимизировав количество бракованных деталей.
В системе БАЗИС есть специализированный редактор бирок, который позволяет разработать их внешний вид так, как того требует конкретное производство. Собственный вид бирок разработан и в компании MIF. Идентификация деталей на всех участках обработки производится по штриховым кодам.
После раскроя все детали передаются на участок облицовывания кромок (рис. 6), где установлено современное высокопроизводительное оборудование. По информации на бирке рабочий быстро и, главное, без ошибочно устанавливает деталь на станок (рис. 7).
Далее идет участок присадки (сверления) отверстий. На нем установлен станок с ЧПУ. Последовательность действий рабочего очень проста: он считывает штриховой код с очередной детали, после чего устанавливает ее на станок. Программа обработки загружается автоматически, поэтому после обработки готовая деталь снимается со станка и отправляется на участок сборки.
Модуль формирования управляющих программ БАЗИС-ЧПУ работает непосредственно с моделями деталей, сформированными в модуле БАЗИС-Мебельщик или БАЗИС-Шкаф. Это позволяет автоматически получать всю необходимую геометрическую информацию и выполнять предварительную обработку контуров панелей с целью их упорядочения, а также поиска и локализации потенциально ошибочных элементов и мест их сопряжения. После задания необходимых параметров обработки автоматически формируются траектории движения инструмента и генерируется программа для выбранного станка с ЧПУ. В настоящее время система БАЗИС включает постпроцессоры для всех используемых в России станков и систем управления.
Готовые детали поступают на участок сборки и упаковки (рис. 8). Для идентификации деталей по-прежнему используются бирки, а в качестве документации — схемы упаковки, которые формируются в модуле БАЗИС-Упаковка. В них содержится информация о том, какая деталь в какой пакет должна быть помещена. Помимо этого на участок сборки и упаковки передаются схемы раскроя упаковочного материала. Модуль БАЗИС-Упаковка обеспечивает автоматический импорт геометрической и технологической информации из 3D-моделей, созданных в конструкторских модулях системы БАЗИС, на основании которой в полуавтоматическом режиме формируются упаковки с учетом различных типов мебельных деталей (очевидно, что стеклянные элементы должны упаковываться совсем не так, как детали из ДСтП). Помимо этого учитываются ограничения по весу, габаритам упаковочной тары и жесткости упаковки. Вся необходимая документация по упаковке создается автоматически.
Заключение
Система БАЗИС — это инструментарий для построения эффективного мебельного производства. Она позволила компании MIF добиться реального сокращения времени на выполнение заказов, экономии материалов, минимизации субъективных ошибок, повышения качества продукции и ритмичной работы всего комплекса технологического оборудования.
Многопрофильный характер деятельности компании определяет ее специфическое положение на рынке: ее клиентами являются не только обычные покупатели, но и другие мебельные предприятия. Это означает, что она заинтересована в том, чтобы максимальное количество мебельных предприятий работало эффективно. По этой причине своим опытом автоматизации на платформе системы БАЗИС компания MIF регулярно делится с другими мебельщиками на семинарах и мастер-классах.
В 2016 году стартовал совместный проект четырех крупных компаний: Altendorf, Homag, «Базис-Центр» и MIF, стратегическая цель которого — создать среду для максимальной автоматизации производства