Опыт внедрения систем ADEM 9.0 и ADEM PDM на ФГУП «НПЦАП» - Интервью с главным технологом

С давних пор человечество внимательно смотрит в небо, мечтая познать глубины бесконечного космоса. Раньше это было наивное тревожное чувство, не подкрепленное определенными целями. Стремление людей вырваться за пределы своей планеты было очень велико: многие пытались воплотить эту мечту, но лишь единицы считаются титанами. Эти личности создали столпы, ставшие опорой современной теоретической и практической части механизма покорения космоса. Управление этой мечтой – основная цель многих конструкторов, институтов, государственных структур разных стран мира. Одним из таких титанов был величайший советский учёный, конструктор, специалист в области систем автономного управления ракетными и ракетно-космическими комплексами - Николай Алексеевич Пилюгин, посвятивший работе всю свою жизнь. Николай Алексеевич родился в 1908 году под Санкт-Петербургом в Красном Селе и по окончании 9-ти классов средней школы был принят учеником слесаря в Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) . Его подход к работе, целеустремленность и самоотдача уже тогда привлекла внимание Андрея Николаевича Туполева. Николай получил «путёвку» и в 1930 г. поступил в Московское высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана (МВТУ) на факультет грузоподъёмных машин, но через год перевёлся на только что открывшийся приборостроительный факультет. Дипломным проектом Николая Александровича стал прибор «Жирограф», предназначенный для записи результатов измерений угловых скоростей самолета. Окончив МВТУ, молодой инженер Пилюгин вернулся в ЦАГИ. В 1944-1946 гг. Пилюгину в составе группы конструкторов было поручено изучение по обломкам немецкой баллистической ракеты Фау-2. По предложению С. П. Королёва Пилюгин в 1946 году становится главным конструктором автономных систем управления в НИИ-885 и членом Совета главных конструкторов. Под руководством Пилюгина ведется разработка автоматизированной системы управления баллистической ракеты Р-1, а затем Р-7 (выводившей на орбиту Спутник-1 и первого космонавта), многих межпланетных станций, ракет «Протон», советского космического челнока «Буран». Всю жизнь Николай Алексеевич шел вперед, пережил военное время, репрессии. Он смог преодолеть многие преграды, работал без передышки и старался сам досконально разобраться в каждой задаче, открывающей путь к его мечте. «Когда я сам без всякой спешки разбираю неизвестный прибор, то пытаюсь не только понять принцип его работы, но и разгадать мысли его конструктора – почему каждая деталь сделана так, а не иначе». Он был прекрасным руководителем и умел заряжать энтузиазмом свой коллектив. Его заместители, ведущие специалисты, брали на себя бремя дополнительной ответственности за работы высокой государственной важности. «Все приборы и подсистемы, определяющие структуру системы, её надёжность, точность, боеготовность и ресурс, - говорил Пилюгин, - должны быть во власти и в руках главного конструктора системы управления. Мне легче организовать у себя новое производство, чем по любым изменениям месяцами спорить со смежниками.»

В 1963 году принято правительственное решение, по которому на базе НИИ-885, СКБ-567 и НИИ-944 были созданы два крупных института: НИИП и НИИАП (на юго-западе Москвы), главными конструкторами и директорами которых были назначены соответственно М. С. Рязанский и Н. А. Пилюгин. Официальной датой основания НИИАП стало 30 марта 1963 года.

Научная школа Пилюгина выдержала жесточайшие бури общероссийского системного кризиса конца XX столетия. Коллектив, носящий ныне имя академика Николая Алексеевича Пилюгина, сохраняет традиции, оставаясь в России основным разработчиком и создателем систем управления ракетами.

Сейчас Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н. А. Пилюгина» (ФГУП «НПЦАП») находится в ведомственном подчинении Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос». Образованная Указом Президента РФ в 2007 году интегрированная структура в составе ФГУП «НПЦАП имени академика Н.А. Пилюгина» (г. Москва) и его филиалов: ФГУП «Звезда» (г. Осташков, Тверской обл.), ФГУП «ПО «Корпус» (г. Саратов) и ФГУП «Сосенский приборостроительный завод (СПЗ)» (г. Сосенский, Калужской обл.) является ведущей приборостроительной фирмой по разработке и производству систем управления ракетно-космической техники, а также другой специальной продукции с наилучшими техническими, эксплуатационными и стоимостными характеристиками.

ФГУП «НПЦАП» занимается производством систем управления для ракет-носителей типа Ангара и Протон-М, разгонных блоков «Фрегат» и «ДМ-03» а также ракетно-космических комплексов «Морской старт» и «Наземный старт», в настоящее время ведется разработка систем управления для разгонных блоков «ДМ-03-II этап» и «КВТК». Головным заказчиком предприятия является РКК «Энергия» им. академика С. П. Королева. Продолжаются перспективные работы по созданию СУ для ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого классов, космических аппаратов различного назначения, а также для ракеты-носителя «Союз-5», который выведет на околоземную орбиту пилотируемый корабль нового поколения. Помимо продукции для нужд космической отрасли на предприятии ведутся разработки и производство систем управления для объектов народно-хозяйственной отрасли, таких как газовые хранилища, и системы мониторинга строительных сооружений «СМ-2». Неонатальные термокроватки «Детка 12-01», произведенные ФГУП «НПЦАП» и предназначенные для обеспечения оптимального температурного режима содержания новорожденных, получили высокую оценку специалистов и широко используются в условиях родильных домов и педиатрических стационаров.

Узлы и системы управления, производимые на предприятии, изготавливаются на основе отечественной элементной базы. В специализированных цехах предприятия производятся системы стабилизации, электромеханические детали, специальные кабели, печатные платы, осуществляется механическая обработка корпусных деталей. Применение импортных комплектующих минимизировано. Генеральный директор Ефим Леонидович Межирицкий (руководит предприятием с 2001 года) после образования интегрированной структуры взял курс на технологическую специализацию предприятий для исключения дублирования технологических переделов и повышения эффективности производства, особое внимание уделяется вопросам автоматизации и цифровизации производства. Предприятие имеет высокий технологический уровень оснащения производства, необходимый для выполнения сложнейших производственных задач. С 2004 года ведется активное переоснащение производственных цехов новейшим высококлассным оборудованием, в частности, предприятие имеет обширный парк станочного оборудования. В механообрабатывающих цехах предприятия представлены преимущественно станки с ЧПУ для 5-координатной обработки деталей.

В сборочных цехах, куда попадают готовые высокоточные детали, узлы и блоки, трудятся специалисты ручной сборки и регулировки приборов систем управления ракет. За последние 10 лет предприятие получило большое количество субсидий из федерального бюджета на развитие и поддержание технологической устойчивости производства.

Предприятие является флагманом по внедрению масштабного проекта информатизации комплекса производственных инженерных и административных процессов. В 2008 году ФГУП «НПЦАП» автоматизировало основные процессы отделов снабжения и комплектации, связанные с этим функции отделов технического контроля, заложив основу собственной ERP системы (англ. Enterprise Resource Planning, планирование ресурсов предприятия) на базе платформы «ПАРУС – Управление закупками, складом и реализацией». В 2013 году на предприятии стартовал пилотный проект по автоматизации подготовки производства с применением системы ADEM 9.0 (отечественная интегрированная CAD/CAM/CAPP система ADEM предназначена для автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства) на базе механообрабатывающего цеха. Далее, в 2015 году, началось последовательное масштабное внедрение систем автоматизации ADEM на всем предприятии, включая филиалы.

О стадиях и основных моментах реализации проекта внедрения систем ADEM 9.0 и ADEM PDM (от англ. Product Data Management - система управления данными о продукции) рассказал главный технолог ФГУП «НПЦАП» - Носов Михаил Валентинович.

- Я очень часто бываю на отраслевых мероприятиях и конференциях, где представители разных предприятий докладывают об успехах внедрения систем автоматизации на собственном производстве. И, к сожалению, я вижу, что многие неправильно понимают смысл цифровизации и автоматизации процессов. Управление производством не может быть реализовано без правильного, системного подхода. Автоматизировать предприятие надо не фрагментарно или с середины, - это абсолютно неправильный подход! Начинать надо с начала: с процессов разработки и проектирования изделий, договорной работы, закупок, снабжения. Если рассмотреть любой бизнес-процесс предприятия в виде отдельного блока функциональной модели жизненного цикла изделия, то у него есть вход, выход, управление, механизм работы, а также свое конкретное место в данной модели. Процесс невозможно автоматизировать, не имея четкого представления о всех этих параметрах. Например, не автоматизировав процесс подготовки производства, тем самым обеспечив актуальную, обновляемую информацию на входе в процесс производства, невозможно заниматься внедрением автоматизированных систем управления производством. Здесь очень важен структурный, последовательный подход, и только при этом условии проект автоматизации будет успешным и начнет работать. Одна из основных проблем, с которой сталкиваются предприятия при внедрении процессов автоматизации, - это устаревшая стандартизация, оставшаяся еще с советских времен и не отвечающая современным реалиям и, наше предприятие не было исключением. Соответственно, перед нами стояла первоочередная задача по-новому описать многие процессы, провести ревизию стандартов. При этом у каждого процесса есть три состояния: первое – то, как руководитель думает, как процесс работает, второе - как процесс описан в нормативном документе, а третье - как он работает на самом деле. Любая автоматизация должна проводиться комплексно. Первоначально должна быть создана функциональная модель всех процессов предприятия, которая будет оптимизироваться, автоматизироваться в процессе работы, а параллельно должны корректироваться соответствующие стандарты, описывающие тот или иной процесс.

История внедрения систем ADEM 9.0 и ADEM PDM на нашем предприятии началась пять лет назад с запуска пилотного проекта по внедрению модуля CAPP (САПР ТП) АDEM 9.0 на отдельном участке (механический цех) ФГУП «НПЦАП» (г. Москва).

Система ADEM PDM обеспечивает структурированное хранение любых документов и управление данными изделия. Кроме того, электронный архив системы ADEM PDM позволяет вносить комментарии к документу и вести журнал работы с документом. В архиве реализован контекстный поиск, поиск документов по свойствам, вписанным в учетную карточку документа, а также по времени создания и иным атрибутам.

Модуль автоматизированного проектирования технологических процессов ADEM САРР позволяет с различной степенью автоматизации проектировать единичные, групповые и типовые технологические процессы, а также ведомости деталей к ним по многим направлениям: механообработка, гальваника, сварка, сборка, термообработка и т.д., в соответствии с ЕСТД. Для пользователя в ADEM CAPP разработан удобный пользовательский интерфейс. К этому можно отнести: представление проектируемого маршрута в виде дерева и в виде форматированного текста, форма и вид диалогов по вводу параметров, сервисы, обеспечивающие надлежащий функционал системы, автоматизация рутинных расчетов и др.

В рамках пилотного проекта, за 2,5 года мы перевыпустили весь объем технической документации конкретного цеха в программе ADEM 9.0, отработали процессы выгрузки данных в ERP предприятия, разработали облик необходимых в работе баз данных. Это позволило нам на пилотном участке дальше заниматься отработкой автоматизации процессов и приступить к внедрению элементов MES системы (от англ. Manufacturing execution system - Система оперативно-календарного планирования и диспетчеризации производства.).

Успешная реализация пилотного проекта позволила нам сформулировать весь объем необходимых мероприятий по внедрению систем ADEM на ФГУП «НПЦАП». Мы системно подошли к подготовке внедрения продукта на всем предприятии, для этого мы разработали функциональную модель процесса подготовки производства, основываясь на требованиях положения РК-11-КТ – основного стандарта, регламентирующего создание изделий космической техники. Подготовленную функциональную модель мы детально обрисовали в виде схемы на основе стандарта IDEF0. Далее приступили к аналитике, описав, как описанная функциональная модель работает на данный момент с ручной (неавтоматизированной) разработкой тех. документации. Сделали аналитику содержимого всех стандартов предприятия, в том числе филиалов, и увидели, что многие процессы функциональной модели не описаны в существующих стандартах или описаны не полно, что затрудняло процесс разработки тех. документации.

Поэтому, для обеспечения внедрения систем ADEM, было принято решение вести параллельно работы по оптимизации функциональной модели процесса подготовки производства и корректировке стандартов предприятия.

Для проекта внедрения ADEM 9.0 и ADEM PDM были созданы две самостоятельные рабочие группы, состоящие из специалистов отделов стандартизации, АСУП, технологов, конструкторов, метрологов, нормировщиков. Одна из групп занималась внедрением процедур и механизмов систем ADEM 9.0 и ADEM PDM, отработанных на стадии пилотного проекта и их масштабированием, для охвата всех структурных подразделений, участвующих в подготовке производства. Вторая группа работала над созданием функциональной модели процесса подготовки производства, занималась анализом существующих стандартов предприятия. В таком режиме мы отработали год, шел процесс притирки коллектива, полный рабочих моментов, мы должны были преодолеть ряд барьеров и преград психологического, организационного, административного характера. Перелом и значительный сдвиг в результатах работы наступил, после объединения двух групп и понимания каждым членом объединенной группы, что мы занимаемся комплексной задачей по автоматизации функциональной модели процесса подготовки производства на базе ADEM 9.0 и ADEM PDM с параллельной оптимизацией данной модели и переработкой всех стандартов предприятия регламентирующих данный процесс. До объединения, группы работали большую часть времени самостоятельно, решения принимались коллегиально, для меня было очень важно, чтобы даже те ошибки, которые совершались в процессе их работы, они находили и исправляли сами. В итоге после объединения группа сама пришла к заключению, что нам нужен один системный стандарт предприятия, описывающий функциональную модель всего процесса, а также отдельные стандарты, описывающие конкретные крупные подпроцессы, что не соответствовало принятым ранее на предприятии подходам. Как вы уже поняли, для успешной реализации проекта недостаточно желания руководителя, системного подхода и хорошего программного продукта, ключевой фактор – это коллектив, который трудится над его реализацией, и я с гордостью хочу отметить, что такой коллектив у нас есть.

Процесс внедрения представлял собой механизм еженедельных (2 раза в неделю) совещаний рабочей группы, на которых рассматривалась вся текущая обстановка по внедрению продукта. Кроме того, у нас формулируются и утверждаются ежегодные цели рабочей группы, под которые определяется финансирование. Для формирования годовых целей и вытекающим из них технических заданий на доработку функционала ADEM мы анализируем участок бизнес - модели и рассматриваем конкретные блоки модели на уровне низкой декомпозиции процессов, определяем возможность реализации конкретных процедур при помощи стандартного функционала ADEM. Если нас все устраивает, мы просто принимаем стандартный, прописанный в ADEM функционал и автоматизируем этот процесс, параллельно дорабатывая стандарт предприятия, описывая эту процедуру еще и там. Если нас что-то не устраивает, мы готовим ТЗ для разработчика на доработку необходимых моментов. При возникновении спорных моментов, непонятный вопрос отправляется в так называемую «парковку вопросов», решением которых занимаемся мы совместно с разработчиком. Все подобные моменты всегда быстро решаются. Таким образом, мы смогли за три года доработать весь функционал ADEM 9.0 под особенности процессов нашего предприятия, и к концу 2018 года мы будем иметь полностью автоматизированную процедуру разработки технологической документации. Также в этом году заканчивается проект создания архива электронных подлинников технологической документации, что позволит нам перейти на новый качественный уровень, когда весь процесс разработки и согласования документации мы будем вести в безбумажном виде. Бумага будет появляться только для рассылки тех. документации непосредственным потребителям (цехам и производственным подразделениям), до этого момента бумаги не будет, что значительно сократит нам все циклы оформления тех. документации. В перспективе, после реализации дополнительных мероприятий по аппаратному дооснащению производственных подразделений, от бумажной копии технологического процесса мы уйдем окончательно.

Тех. процесс содержит массу информации: данные об основных и вспомогательных материалах, применяемый инструмент и оборудование, наименование подразделений, профессии рабочих и их разряды, коды видов технологических операций, нормы времени и пр., для автоматизированного заполнения соответствующих граф маршрутной карты необходимо было разработать и заполнить соответствующие базы данных. Выполнение этих работ у нас происходило постепенно посредством приложения ADEM i-Ris, и окончательный срок реализации этого блока работ - конец 2019 года. Раньше требовался большой срок на проведение коррекции тех. документации, т.к. вся работа выполнялась вручную, сейчас формирование коррекции тех. документации и внесение изменений в текст будет происходить автоматически. Очень важно, что благодаря внедрению этих продуктов мы получим возможность выгрузить любую информацию по производству конкретного изделия (нормы, расходы материалов, инструмент и пр.), что позволит нам управлять процессом производства этого изделия он-лайн, владея актуальной информацией в обновляемом виде.

Сейчас мы уже видим полную картину и имеем положительный результат от внедрения продукта на нашем предприятии. В этом году каждый наш филиал повторит наш путь по внедрению продукта ADEM 9.0, начав, как и мы, с пилотного участка, и при удачной реализации на следующий год приступят к масштабному внедрению этих продуктов. Филиалам, при наличии приказа из Центра будет проще, опираясь на наш опыт, внедрить САПР ADEM у себя. Также упростит процедуру тот факт, что стандарты, которые мы оптимизировали и изменили для Центра, станут общими стандартами интегрированной структуры ФГУП «НПЦАП».

- В первую очередь мы выбирали отечественный продукт, и ADEM на тот период (2012 г.), был единственным продуктом, совмещающим все необходимые нам модули. Основным преимуществом было наличие CAM-модулей (мы ведем разработку ЧПУ-программ в филиале полностью в ADEM САМ 9.0), и сейчас у нас стоит задача заменить Siemens NX, который исторически у нас использовался, продуктом ADEM. Сейчас мы начинаем подготовку управляющих программ для станков с ЧПУ, которая ранее у нас тоже велась в ADEM, но не в таком объеме. Поэтому, изучив функционал продуктов, существующих на тот момент, мы остановили свой выбор на ADEM. С тех времен так и не появился отечественный продукт с собственной российской СAM-системой для 5-координатных станков. Плюс ко всему, я знаю ADEM еще со студенческих времен, когда он преподавался нам на специальном курсе МГТУ им. Баумана. А так как пилотный проект внедрения в механообрабатывающем цехе возглавлял я, будучи начальником этого цеха, и он оказался удачным, меня забрали в технологическую службу, и я уже там разворачивал его на все предприятие.

- Мы планируем добиться сокращения циклов разработки технической документации, и получить удобное качественное решение для управления и контроля за разработкой тех. документации на предприятии. Для меня, как руководителя технологического направления, очень важно отслеживать циклы разработки документации, контролировать их сверяя с ведомостями исполнения. Разумеется, мы получили управление разработкой тех. документации, плюс, наконец, актуализировали всю базу нормативной документации. Отсутствие бумажных носителей ускорит время попадания документа к конкретному рабочему. Появляется даже возможность нормирования работ по разработке тех. документации, чего раньше не было. Когда появится эта норма, станет очень удобно управлять самим процессом разработки. В ERP появляется большое количество данных для автоматизации других процессов предприятия. Из тех. процесса для управления производством выгружается огромное количество данных, которыми могут пользоваться разные службы предприятия, такие как: плановая служба, инструментальная служба, служба закупок, экономическая служба и другие. Если база данных будет актуальной, обновляемой, то она позволит дальше продолжить цифровизацию производства. Если процесс разработки конструкторской и технической документации, не автоматизирован и не оцифрован, то дальнейшая цифровизация просто невозможна.

- Работая над проектом внедрения наших решений на предприятии ФГУП «НПЦАП», мы увидели в первую очередь правильный подход к производственному процессу. Зачастую специалисты просто не хотят заниматься автоматизацией и оптимизацией процессов производства. В данной ситуации огромную роль играет наличие лидера. САПР ADEM это достаточно узкий сегмент в производственном комплексе, но в тоже время он является базовым поставщиком цифровой информации, на которой основан весь производственный процесс. И для правильной работы всей системы необходимо, чтобы этот сегмент занял свое место. Проект такого уровня требует наличия целеустремленного координатора, способного стать центром, контролирующим все задачи и рабочие процессы проекта. Кроме того, он должен понимать, что работу эту нужно выполнять системно и в правильно последовательности. Только кровная заинтересованность руководителя проекта в реальном результате не на «бумаге», а в «железе» (товар-деньги-товар), позволит реализовать проект максимально эффективно, если же этого нет, никакая система не поможет. Я считаю, что этот пример достоин стать образцом для повторения на других предприятиях России. Это единственно реальный путь построения цифрового производства.