Автоматизация мебельного предприятия: проблемы и решения
Любое мебельное предприятие, как и всякая коммерческая организация, может либо стать успешной, динамично развивающейся компанией, либо остановиться в развитии и быть вытесненной с рынка конкурентами.
У всех успешных компаний есть одна общая черта - постоянное стремление к достижению конкурентных преимуществ, то есть того, что делает их продукцию более качественной, оригинальной, доступной. В мебельной промышленности новые удачные решения, идеи, технологии быстро становятся известными и копируются другими участниками рынка. Это означает, что успешное мебельное предприятие должно постоянно искать оригинальные дизайнерские решения, внедрять новые технологии конструирования и производства, работать с самыми современными материалами, комплектующими и оборудованием. На языке специалистов это называется «диверсификация производства». В широком смысле она представляет собой стратегию уменьшения рисков при помощи расширения линейки продуктов и услуг, выхода на новые рынки и других действий, то есть, по сути, стратегию построения гибкого, экономически эффективного, конкурентоспособного предприятия.
В узком смысле говорят о производственной диверсификации - расширении ассортимента производимой продукции, разработке новых изделий, которые превосходят по своим параметрам изделия, выпускаемые конкурентами, и вызывают интерес в том или ином сегменте рынка. Естественно, к этому стремятся все руководители компаний, вопрос только в том, как грамотно диверсифицировать свое производство. Не будем касаться экономических, технических, организационных и прочих аспектов диверсификации, остановимся только на одном: информационном.
Комплексная автоматизация – путь к успеху
Автоматизация проектирования понимается как автоматизация всех работ по созданию дизайн-проектов, конструированию и технологической подготовке производства. В настоящее время она стала неотъемлемой частью производственных процессов на мебельных предприятиях. Системы автоматизированного проектирования (САПР) перешли в разряд повседневных рабочих инструментов дизайнеров, конструкторов и технологов. Очевидно, что возложение выполнения рутинных и трудоемких функций на компьютер позволяет повысить производительность труда. Даже в том случае, когда таких функций единицы, уже можно говорить об автоматизации. Однако можно ли считать такое производство действительно автоматизированным?
Автоматизация отдельных проектных операций, или частичная автоматизация (ее называют также лоскутной или кусочной), сегодня является наиболее распространенной практикой на предприятиях во всех отраслях промышленности. Свое название такой подход получил в силу того, что системы автоматизации внедряются по мере необходимости на тех участках, где образуются так называемые узкие места. Другими словами, либо некоторый процесс становится довольно трудоемким, либо время его выполнения - неудовлетворительным.
Например, мебельное предприятие выходит на рынки соседних регионов. В этом случае непосредственная передача информации о принятых заказах в виде бумажных документов оказывается проблематичной. Следовательно, в пунктах приема необходимо установить программное обеспечение для автоматизированного приема заказов и передачи информации на головное предприятие через Интернет. Как правило, вопрос о том, как будет обрабатываться эта информация конструкторами и технологами, не на повестке дня. Главное - быстро принять заказ и передать его производителю.
Частичная автоматизация, безусловно, дает новый импульс развитию предприятия. Однако не стоит преувеличивать ее возможности: частичная автоматизация не способна обеспечить общий успех. Он довольно высок в тех областях деятельности, где проектно-производственные операции мало связаны между собой, и малозаметен в остальных случаях, к которым относится и автоматизация мебельного производства.
Срок исполнения заказов на мебельные изделия зачастую так же важен, как и их приемлемая цена или качество. По этой причине все операции - от разработки дизайна до отгрузки готовой продукции - должны выполняться быстро, без лишних затрат на передачу информации или ее доработку. Какой смысл устанавливать современный высокопроизводительный станок, если проектирование мебели ведется по старинке? Он просто будет простаивать, или придется набирать большой штат конструкторов и дизайнеров. И то и другое ведет к увеличению себестоимости выпускаемой продукции, а в условиях жесткой конкуренции это чревато серьезными проблемами.
Следовательно, для достижения стратегических преимуществ на предприятии необходимо внедрять комплексную САПР - систему, которая формирует единое информационное пространство для проектирования и производства мебельных изделий. Это сложный, трудоемкий и затратный процесс, но другого пути у предприятий в условиях рыночной экономики нет. Комплексная автоматизация - это прежде всего глубокая реорганизация всего производства. Приобретение хороших компьютеров и программ, с которыми она часто ассоциируется, является только одним из ее этапов, причем не самым важным.
Автоматизация начинается с анализа тех организационно-технических моментов на предприятии, которые являются тормозом его развития. Эта работа требует знания не только всего производства в целом, но и стратегических планов его развития, поэтому проводиться она должна квалифицированными специалистами при непосредственном участии высшего руководства предприятия. Это исключительно важный момент: в автоматизации должны быть заинтересованы не только специалисты, но и в значительно большей степени руководители предприятия. Именно руководству необходимо эффективно работающее предприятие и высокая прибыль.
Специалисты же в большинстве случаев заинтересованы в автоматизации только собственной сферы ответственности, создании комфортных условий для своей деятельности и сохранении отлаженного процесса (то есть в частичной автоматизации). В их функции не входит координация взаимодействия всех участников производственной цепочки. Комплексная автоматизация - это уровень компетенции руководителя.
Итак, необходимым условием успешной реализации проекта комплексной автоматизации является наличие в руководстве предприятия человека, обладающего необходимыми полномочиями, ресурсами и волей.
Лицензирование программного обеспечения
Предположим, что руководство предприятия, осознав важность автоматизации, взяло курс на внедрение комплексной САПР. Сразу возникает задача приобретения техники и программного обеспечения. Если с первым проблем, как правило, не возникает, то со вторым все гораздо сложнее. На рынке САПР корпусной мебели конкуренция не ниже, чем на самом мебельном рынке. Кроме того, возникает вопрос: какое именно программное обеспечение выбрать - лицензионное, за которое надо заплатить немалые деньги, или бесплатное - пиратское, в изобилии предлагаемое в интернете?
Оставив в стороне моральные аспекты этого выбора, приведем несколько аргументов в пользу официального лицензирования САПР:
- использование нелицензионного программного обеспечения (ПО) является нарушением требований действующего законодательства о защите прав интеллектуальной собственности, за которое могут привлечь к ответственности. Подобная судебная практика в стране уже существует. Таким образом, сомнительная сиюминутная экономия - это потенциальная возможность больших потерь в будущем;
- только лицензионное ПО может гарантировать стабильную и устойчивую работу. Безусловно, в любой программе есть ошибки, но при наличии лицензии достаточно обратиться к разработчикам, и проблема будет ликвидирована;
- техническая поддержка оказывается только пользователям лицензионных программ. САПР относятся к одному из самых сложных классов программных систем.
В процессе работы над проектами мебельных изделий регулярно возникают затруднительные ситуации, поиск решения которых собственными силами может потребовать большого количества времени без гарантии получения требуемого результата. Тогда как один звонок в службу технической поддержки сразу решает все проблемы; - разработчики САПР постоянно совершенствуют свои программы, делая их все более функциональными и удобными в использовании, что позволяет решать проектные задачи значительно эффективнее и получать новые конкурентные преимущества. Лицензионные пользователи всегда работают с самыми современными вариантами программ, тогда как пользователи пиратских программ работают на устаревших версиях;
- имидж компании, которая использует пиратское ПО, далеко на самый положительный. Конечно, для рядового заказчика это вряд ли станет причиной отказа от приобретения мебели у такой компании, ну а если появится перспектива получения крупного заказа через тендер? Да и для сотрудничества с иностранными компаниями использование пиратских программ недопустимо.
Наличие нелицензионного ПО хотя бы на одном компьютере вполне может стать причиной потери выгодных контрактов. Не стоит забывать, что Россия уже является членом ВТО...
Квалификация специалистов
Еще один важный момент, который следует оценить до начала реальной автоматизации, - обеспеченность кадрами, то есть специалистами, которые будут внедрять САПР и работать с нею. Необходимо оценить квалификацию специалистов по двум критериям: общая компьютерная грамотность и уровень профессиональных знаний.
Казалось бы, сегодня компьютерная грамотность стала повсеместной, однако порой дело доходит до курьезов. В практике обучения специалистов автоматизированному проектированию корпусной мебели зачастую приходится сталкиваться с ситуацией, когда определенное время требуется отводить на то, чтобы освоить некоторые приемы работы на компьютере и функции операционной системы. Естественно, сроки целевого обучения при этом сокращаются.
Встречаются и противоположные ситуации, когда, например, при обучении работе с программой раскроя материалов приходится разъяснять инженерам общие принципы раскроя на пильных центрах, а не учить их грамотно пользоваться программой.
Автоматизация требует наличия квалифицированной команды, поэтому руководству необходимо оценить степень подготовленности специалистов к работе в среде профессиональной САПР и при необходимости обязательно заложить в бюджет, отведенный на мероприятия по автоматизации, средства на повышение квалификации сотрудников. Обучение можно провести до внедрения САПР, а можно и на начальных стадиях работы, когда у обучаемых появятся конкретные вопросы по работе с программой.
Стоит заметить, что обучение не станет лишним и для, казалось бы, вполне квалифицированных пользователей той или иной программы. Практика показывает, что нередко они, уверенно выполняя некоторые привычные последовательности команд для выполнения определенной проектной операции, даже и не подозревают, что это можно сделать гораздо быстрее другим способом.
Необходимо учитывать и тот факт, что автоматизация потребует реорганизации проектных подразделений и, возможно, организации новых служб. Поскольку многие операции будут выполняться быстрее и уменьшится количество различных согласований, части специалистов придется поменять работу. Появятся новые должности или даже отделы в силу необходимости поддержания работоспособности программного обеспечения, компьютерной техники и электронных архивов. Во многих случаях это приводит к естественной реакции - сопротивлению нововведениям. В начале процесса автоматизации такая ситуация естественна и возможность ее возникновения необходимо учитывать. Например, обязательно должно выделяться время на освоение САПР, а участники внедрения системы должны быть мотивированы, в том числе финансово.
Выбор программы
Итак, основные организационные вопросы решены, и можно переходить к вопросам техническим, основным из которых является выбор САПР. Системы подразделяются на универсальные, которые позволяют проектировать любые изделия, и специализированные, предназначенные для определенной отрасли промышленности.
Корпусная мебель как объект автоматизации представляет собой инженерно-художественные объекты: это и инженерные изделия, и объекты художественного творчества. Кроме того, в большинстве случаев мебель является неотъемлемой частью интерьера помещения, поэтому ее эстетическая оценка включает показатели гармонизации отдельных зон и интерьера в целом, а также наличия определенного ритма, формируемого при помощи чередования и сочетания элементов проектируемого мебельного ансамбля.
Подобная двойственность определяет специфику САПР. Безусловно, для проектирования мебели можно использовать универсальные системы непосредственно или после некоторой доработки. Однако это далеко не самое удачное решение, поэтому подобная практика широкого распространения на мебельных предприятиях не получила. Наиболее эффективно задачи автоматизации проектирования корпусной мебели решаются с помощью специализированных САПР, в максимальной степени учитывающих особенности этого вида мебели, технологию изготовления и структуру информационных потоков мебельного предприятия.
Общие критерии оценки программ по большому счету не слишком отличаются от критериев оценки любого технически сложного профессионального инструмента:
- удобство в работе, простой и наглядный интерфейс, интуитивно понятные команды;
- наличие специализированных опций, позволяющих значительно повысить уровень автоматизации выполнения проектных операций (например, автоматический расчет и построение таких часто встречающихся элементов мебели, как выдвижные ящики или раздвижные двери);
- необходимый уровень функциональности, автоматизация всех этапов проектирования и производства на основе единой методики и в общем информационном пространстве;
- возможность в любой момент получить квалифицированную техническую поддержку;
- «положительная» история разработчика, известность торговой марки, длительное время нахождения на рынке САПР;
- приемлемое соотношение цены и качества программ.
Структура САПР корпусной мебели
Общим принципом построения любой САПР является модульность, что позволяет оснащать рабочие места специалистов именно теми программами, которые требуются для решения конкретных задач. Кроме того, появляется возможность поэтапной автоматизации предприятия с постепенным приобретением необходимых модулей.
Специализированные САПР корпусной мебели, как правило, строятся по модульному принципу, в соответствии с основными этапами жизненного цикла мебельных изделий. Несмотря на то, что каждый модуль является автономной программой, все вместе модули должны представлять собой единый комплекс, функционирующий в общем информационном пространстве. Обмен данными между ними должен выполняться напрямую, без каких-либо перекодировок. Это полностью исключает какие-либо искажения и потери, которые могут возникать при использовании модулей разных производителей. Еще одним достоинством этого принципа является отсутствие ручного ввода данных, поскольку полная информация об изделии хранится в модели, с которой работают все модули. Таким образом, минимизируется вероятность возникновения ошибок вследствие так называемого человеческого фактора.
Основой любой САПР является инструментарий трехмерного (3D) моделирования мебельных изделий. Главное требование к нему - ориентация на предметную область, или объектно-ориентированный подход. Это означает, что для построения моделей используются объекты, термины и методология, отражающие специфику проектирования мебели. Иными словами, пользователь должен работать не с абстрактными трехмерными телами, а со столешницами, фасадами, дверями, фурнитурой, облицовочными материалами и другими привычными любому мебельщику деталями и элементами мебели.
В настоящее время принято выделять два вида (методики) проектирования: универсальное, которое не накладывает каких-либо ограничений на объекты, и параметрическое проектирование, или проектирование объектов, относящихся к какому-либо классу, например шкафов-купе или кухонной мебели.
Очевидно, что уровень автоматизации выполнения многих проектных операций в параметрических системах значительно выше, но при этом множество допустимых решений ограничено. Оптимальный вариант - возможность сочетания обоих видов проектирования.
Важным результатом проектирования является комплект документов, необходимых для изготовления мебельного изделия. Он включает в себя сборочный чертеж с указанием позиций деталей и сборочных единиц, рабочие чертежи деталей, на которых отображаются отверстия под установку крепежа и фурнитуры с необходимыми размерными цепями, пазы и условные обозначения облицовочных материалов, а также спецификации. Последний документ представляет собой таблицу, которая в структурированном виде содержит информацию о количестве сборочных единиц и их наличии, размерах заготовок деталей под распиловку, необходимости облицовывания габаритных кромок деталей и т. д.
Дополнительно могут создаваться таблицы технологических операций, выполнение которых необходимо для изготовления детали, и схемы сборки - рисунки, показывающие последовательность и правила выполнения операций по сборке изделия у клиента.
Табличные документы в САПР формируются автоматически в том виде, в котором необходимо пользователю. Иное дело - графическая документация. Автоматически создать полностью готовый чертеж очень сложно, но максимально приблизиться к этому система должна позволить. Автоматически формируемые чертежи должны удовлетворять как минимум трем требованиям: соответствовать нормам ЕСКД (единой системы конструкторской документации); содержать максимальное количество необходимых размеров (в идеале - всех); предлагать оптимальное размещение размеров и выносных элементов с точки зрения удобства пользования документом.
Для редактирования чертежей в САПР должен быть удобный инструментарий для ручной доводки чертежей перед передачей их в производство.
Важнейшей операцией технологической подготовки в мебельном производстве является раскрой материалов. Для его реализации используется широкий спектр оборудования: от форматно-раскроечных станков с ручным управлением до высокопроизводительных пильных центров. Соответственно, и требования к картам раскроя варьируются в широком диапазоне. Отсюда вытекают два основных требования к модулю оптимизации карт раскроя: максимальная экономия материала, то есть уменьшение количества отходов; возможность гибкой настройки алгоритмов оптимизации с целью учета особенностей технологических процессов конкретного мебельного предприятия.
Очевидно, что эти требования противоречат друг другу, и повышение одних показателей неизбежно ведет к снижению других. Возможности модуля раскроя должны быть такими, чтобы пользователь сам мог решать, что важнее в данный момент.
Отличительной особенностью мебельных предприятий является широкое использование оборудования с ЧПУ, например фрезерно-присадочных станков. С технической точки зрения особых проблем с ним не возникает: на российском рынке станочного оборудования представлены почти все ведущие мировые производители, поэтому всегда можно выбрать подходящую модель. Проблема заключается в том, чтобы быстро и без ошибок создать управляющую программу (УП) и загрузить ее в ЧПУ станка. Это означает необходимость наличия в САПР корпусной мебели специального модуля для автоматического формирования УП на основе модели изделия и передачи ее в системы управления станков и обрабатывающих центров. Информационная стыковка модели со станочным оборудованием представляет собой довольно серьезную проблему, поэтому при выборе САПР необходимо убедиться в существовании подобного модуля и установить его возможности. Важным является не только факт его наличия, но и то, каким образом передается информация: напрямую в систему управления или в некоторый промежуточный формат. Разумеется, первый вариант предпочтительнее.
Большинство потребителей рассматривают мебель не только с функциональной точки зрения, но и как элемент интерьера. По этой причине основанием для выбора того или иного изделия является виртуальная модель, позволяющая сравнить варианты расстановки мебели в помещении и выбрать лучший. Для этого требуется наличие в САПР модуля для автоматизации приема заказов, назначение которого в быстром формировании максимально приближенного к оригиналу виртуального интерьера помещения, подборе оптимального варианта расстановки в нем мебели и получении полного комплекта документов как для покупателя, так и для оперативной передачи заказа в производство.
Специализированный характер САПР корпусной мебели и объектно-ориентированное моделирование позволяют решать не только проектно-производственные задачи, но и некоторые задачи организационно-экономического характера. Наиболее востребованными являются расчеты технико-экономических параметров проектируемого изделия, а также требуемого количества материалов и комплектующих элементов. Имея полную информацию о будущем изделии, выполнять такие расчеты можно автоматически. Наличие подобных модулей в комплексной САПР корпусной мебели является крайне необходимым еще и потому, что открывает путь к интеграции с автоматизированными системами управления предприятием.
Несмотря на широкие возможности современных САПР, у любого пользователя найдутся проблемы и задачи, для решения которых этих возможностей систем недостаточно. Это объясняется тем, что разработчики стараются сделать свои системы универсальными, а следовательно, не могут учитывать определенные нюансы, характерные для определенных групп пользователей. Кроме того, порой встречаются уникальные проекты или технологии. Получается противоречие: с одной стороны, существенных претензий к системе нет, а с другой - чего-то в ней не хватает, причем не хватает каждому своего. Это характерно для производителя любой продукции, рассчитанной на массовое использование.
Выход из создавшейся ситуации - самостоятельная доработка системы. Для этого в ней должен присутствовать необходимый инструментарий - простой, понятный и рассчитанный на пользователя, не являющегося программистом. Конечно, определенные знания в области программирования для работы с ним потребуются, но они должны быть, как говорится, на уровне средней школы. Даже в том случае, когда текущий функционал системы полностью отвечает требованиям предприятия, наличие возможностей для его расширения будет очень полезно. Со временем в нее можно будет включить новые команды, разработанные самостоятельно или найденные на многочисленных форумах мебельщиков в Интернете.
Еще раз необходимо подчеркнуть, что все модули должны работать с единой объектной моделью мебельного изделия. Соблюдение этого условия позволяет получить существенные преимущества при проектировании за счет организации параллельного выполнения операций, отсутствия потерь информации при взаимодействии модулей и перевода многих трудоемких и ответственных с точки зрения безошибочности операций в автоматический режим исполнения.
Подведем итоги
Подчеркнем главное: первейшим условием построения эффективного мебельного производства является комплексная автоматизация. В этом процессе важным является буквально все - от выбора подходящей САПР до решения кадровых вопросов.
В современном мире системы автоматизированного проектирования заняли свою нишу в качестве эффективного рабочего инструмента для грамотного специалиста. Они позволяют сократить сроки разработки проектов и повысить их качество, исключить многие ошибки, вызванные человеческим фактором, быстро проанализировать различные конструктивные варианты изделий и т. д. Единственное, чего не сможет сделать ни одна система, - заменить голову специалиста. И об этом никогда не стоит забывать!
Павел БУНАКОВ, д-р техн. наук, доцент, ведущий специалист ООО «Базис-Центр»
