Цифровая платформа как основа нового направления работы мехмастерских

Механическая мастерская как семейный бизнес не есть нечто необычное, но алабамская компания Smiths Machine, представляющая второе поколение частных металлообработчиков и включающая два самых современных предприятия, это, пожалуй, больше, чем просто сохранение и развитие наследия. В последние годы предлагаемая компанией токарная, фрезерная и шлифовальная обработка на основе числового программного управления подверглась решительной ревизии. В итоге была найдена формула дальнейшего роста семейного бизнеса, что привело к созданию 70 новых рабочих мест, считая с 2009 года. Это увеличение на 300 процентов, и это в основном в то время, когда многие механические мастерские, да и на самом деле очень многие производители, вообще боролись за выживание. До рецессии компания Smiths Machine, как и многие другие механические мастерские, работала в большом бизнесе производства автомобильных деталей. Финансовый кризис особенно сильно ударил по автомобильной промышленности, и банкротства General Motors и Chrysler, а также многих из их топ-поставщиков, сделали многие механические мастерские уязвимыми к зарубежной конкуренции, зарубежным поставкам. Хорошо отлаженная бизнес-модель вдруг представилась неустойчивой. Это, разумеется, коснулось как металлообработчиков, так и станкостроителей.

Идея перевода бизнеса Smiths Machine в новый производственный сектор казалась чем-то неопределенным, однако сделать это было необходимо. Оборонной и аэрокосмической отраслям нужен иной подход к ведению бизнеса, чем практикуемый в производстве автозапчастей, говорит Тим Смит, вице-президент компании Smiths Machine. Это специализированные работы, требующие специальных разрешений и сложных процедур, и наличие этой сложности есть проблема. Начинается же все с различий в осмыслении. Здесь нужен скорее инжиниринговый, чем производственный подход.

Компания Смита оказалась перед необходимостью построения новой бизнес-модели и разработке операций по ее поддержке. В оборонной и аэрокосмической металлообработке мы имеем дело, во-первых, с малыми партиями, во-вторых, как правило, с более низкой маржой, и в-третьих, с очень низкой терпимостью к ошибкам. О том проценте брака, что в прошлом был нормой, теперь нет и речи. Нельзя, делая детали по 6 тысяч долларов, иметь тридцать, даже десять процентов брака. Акцент делается не на высокую производительность, а на высокое качество, высокую точность изготовления очень сложных деталей.

Отталкиваясь от этих трех неразрывных требований к металлообработке, а это качество, точность и сложность, компания Smiths Machine устремилась к достижению гораздо большего потенциала на рынке станкостроения и металлообработки. Не как производственно-механический цех, а как компания, ориентированная на производство сложных деталей. Добившись некоторых успехов на этом новом направлении, можно было довольно просто сформулировать суть дальнейшего развития. Чем сложнее деталь, тем конкурентоспособнее мы, говорит Смит.

Лидеры компании знали, что для защиты и взращивания этого конкурентного преимущества необходимы внутренние процессы и технологии, приводящие их производство в соответствие с конкретными требованиями оборонной и аэрокосмической промышленности. Крупные инвестиции в большие и сложные пятиосевые станки должны быть увеличены за счет столь же сложных возможностей контроля. Смит рассказал, как существенно принятое ранее компанией решение повлияет на изменение характера ее деятельности.

Традиционно фрезерная и токарная компания, в 2000 году Smiths Machine объединила усилия с DMG и Siemens с целью создания единой цифровой станочной платформы. Это привело к выработке синергетического подхода к сложным фрезерованию и точке. К тому преимуществу, которое несколько лет спустя, когда компания решила сосредоточиться на оборонной и аэрокосмической отраслях, имело очень большое значение.

Системы управления Siemens были доступны на фрезерных и токарных станках DMG, и для нас это было естественным соответствием, подчеркнул Смит. Платформа DMG/Siemens позволила Smiths Machine установить и поддерживать высокий уровень эксплуатационной квалификации. Центральным преимуществом здесь была возможность инвестировать, а также обучать свой персонал и поддерживать его в движении вперед, располагая стабильной технологической платформой.

Герхард Хетцлер, технический директор Smiths Machine, имеет опыт подхода компании на основе единой платформы, что называется, из первых рук. Речь идет о непрерывности обеспечения выполнения таких производственных функций, как моделирование, числовое кодирование и гибкое централизованное управление процессами. За ряд лет система управления Siemens 840D sl сильно эволюционировала, и эти изменения способствовали росту производительности программистов и операторов, а не созданию им препятствий в виде новых и многочисленных процедур.

Платформа, созданная на основе этого управления, дает Smiths Machine свободу создания пользовательских циклов, которые могут быть скопированы и распространены от пульта к пульту, от станка к станку. Вот пример, говорит Хетцлер. Для того, чтобы вылавливать случайные ошибки ввода со стороны управления инструментом, мы создали цикл, который проверяет длину инструмента в пределах определенного допуска. Средство управления за миллисекунды сравнивает это значение с тем, что было введено в настройки инструмента. Если допуск превышен на 2 миллиметра, контроллер сразу же останавливает станок.

Еще одним преимуществом, извлекаемым из партнерства с DMG и Siemens, является продолжение упрощения сложных операций резки. Особенно если речь идет об углофрезерных головках. Компания Siemens прошла очень долгий путь совершенствования циклов и поддержки функционирования фрезерных головок. Работая на аэрокосмос, приходится постоянно прибегать к угловому фрезерованию. Даже пятикоординатный подход здесь не поможет, нужна углофрезерная головка. Я бы поставил это во главу перечня преимуществ, разработанных DMG и Siemens, говорит Хетцлер. Относится это и к другой важной разработке, Siemens NX.

Программное обеспечение Siemens NX объединяет CAD, CAE и CAM, охватывая все сферы обработки и контроля качества. Все направлено на ускорение производства деталей. Софт NX стал неотъемлемой частью цифровой платформы Smiths Machine, поскольку он поддерживает конструирование детали в ходе ее изготовления, предупреждая ошибки и связанные с этим расходы. Наша способность разрабатывать все наши собственные постпроцессоры прямо в цехе поддерживается Siemens NX, объясняет Хетцлер.

Мы настраиваем наши головки углового фрезерования в NX, так что мы можем ввести G-код перед тем, как отправить задание на станок. Раннее знакомство с NX состоялось, когда Smiths Machine столкнулась с необходимостью написания кодов при изготовлении особо сложных аэрокосмических шасси. Для того, чтобы запрограммировать код вручную, требовалось полтора месяца. Так и приходилось работать, пока программисты не узнали, что с помощью NX они могли бы решить ту же задачу всего за девять дней.

Специалисты Siemens знакомы с пятиосевой обработкой, и NX является тем продуктом Siemens, в котором используется пятиосевая концепция, говорит Хетцлер. В качестве примера можно сделать в NX три-плюс-двухосевую работу. Существует цикл, называемый Cycle 800. Поэтому, когда NX передает на станок с числовым программным управлением код числового программного управления, станок понимает этот код.

И у других брендов, под которыми выходят системы управления, есть циклы, которые здесь можно было бы внедрить, но они во много раз сложнее. Мы говорим об управлении изменением плоскости, это концепция, которая в течение долгого времени носилась в воздухе, но которую всегда было проблематично реализовать. Теперь все это делает Cycle 800 в NX.

По словам Хетцлера, Cycle 800 программирует изменение плоскости проще, быстрее и с более высокой точностью, чем традиционные методы расчета. Мы, как правило, завершаем итерации после третьего или четвертого знака после запятой, напомнил он. Теперь система управления считает до девяти знаков после запятой. Когда разговор переходит в микронную область, особенно в аэрокосмической промышленности, это имеет огромное значение. И эта разница полностью реализована DMG. Они вложили много времени и денег, чтобы со своей стороны убедиться в том, что Siemens NX и Cycle 800 работают стопроцентно эффективно.