Хроники инженера-разработчика. Глава 3. 6

Фото из интернета

1982 г.

"СПРУТ" - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ САПР ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

РБД ИЛИ КАК ТАНЦУЮТ ПОД ЧУЖУЮ ДУДОЧКУ

Вместо вступления.
Да простят меня капитаны производства, специалисты цехов наших серийных заводов и, как кому-то покажется несправедливым, за их сравнение с жизнерадостными плясунами.

Как и вы, я сам несколько лет проработал непосредственно на производстве - учеником-подмастерьем, мастером и начальником производства, да к тому же и два года на «эксплуатации».
Не понаслышке знаю ту «оперативность», что царит в них, прочувствовал её, что называется всеми фибрами своей души.

Что сказать, это ответственная работа и очень хлопотное занятие.
Именно «производство», а тем более «эксплуатация», являются тем финишным спуртом, которые и венчают искания и надежды тех, кто уже до «того» успел приложиться к созданию новых изделий и их новых производств.
 
Ведь именно там, – на производстве и в эксплуатации, в конце-то концов и «вылезают», а порой и во множестве, ошибки предшественников, тех кто придумал, спроектировал и организовал новую технику и новые производства.

А если к этому ещё и добавить, что придется иметь «дело» с десятками, а порой и сотнями тысяч номенклатурных «позиций», как всегда и происходит на крупных машиностроительных заводах, то собственное «существование» в подобных «системах», для кого-то может оказаться и просто не выносимым.

Примером тому, относительная малочисленность тех, кто все годы своей трудовой биографии посвятил только руководству и организации новых производств на наших заводах.
Специально отмечу, эти специалисты, подобно офицерам линейных подразделений, заслуживают от нас искреннего уважения и благодарности, за этот, порой «не благодарный» труд.

А какое воодушевление охватывает всех тех, кому довелось присутствовать на первом подъеме в небо нового образца крылатой техники.
Лично мне, и не единожды, при этом тоже довелось поучаствовать, правда только как «зрителю».

Собравшихся на поле аэродрома всегда относительно мало, как говорится, не тот случай, в основном лишь те, кто непосредственно задействован на предстоящий испытательный полёт.
Поэтому и стараются первый подъём проводить в выходные дни, когда на заводе достаточно мало людей.

Но всегда, наверное по сарафанному радио, эта весть становится многим известной, и к минуте подъема, крыши близлежащих цехов оказываются облепленными многочисленными зрителями.

Перед началом полета среди присутствующих на поле аэродрома остро чувствуется напряженность ожидания, часто многие беспрерывно курят, разговоры в полголоса, а перед началом уже движения самолета по полосе разбега, окончательно стихают, повисает гробовая тишина, все ждут!

Но, как только машина отрывается от земли, тут же у собравшихся прорываются накопившиеся эмоции, начинается брожение - раздаются ободрительные возгласы, а потом очень дружные горячие аплодисменты!

Машина ушла в небо и опять на летном поле всё затихает, все ждут её благополучного возвращения из первого полета.
Возвратилась, коснулась колесами земли и снова – буря эмоций, в наконец-то наступившем празднике для её создателей – летчиков-испытателей, конструкторов и специалистов, от директора и до рабочего из производства!


Плясать под "чужую" дудочку, это о нашей новой парадигме автоматизации технологического проектирования, о том, как мы видели и осуществили её воплощение в нашем САПРе в составе ИСА ТПП в 1982 - 1985 годах, и чем вообще закончилась ли на этом её история.

Причём, и на сегодня, как и сорок пять лет назад, по-прежнему считаю её актуальной, по значимости и масштабу, несоизмеримой с отдельно взятой и вырванной из контекста запуска в производство новых изделий , «задачкой» автоматизации проектирования только одних технологических операций.

Продолжу «хроники», вспомнив предчете этой парадигмы, те факты, которые на то время, мы знали уже не понаслышке и полностью им доверяли.

Начну с экономического эффекта от САПРов, который мы в течении нескольких лет добросовестно и неустанно искали, но так и не нашли.
Объясняя себе этот «феномен», даже крамольная мысль посещала, а там ли мы вообще-то его ищем?!

Но и это, всё равно ничему не помогло, эффект от нашей разработки по-прежнему отсутствовал.

Более того, мне было доподлинно известно, что в цехах, те самые рукописные технологические процессы, за редким исключением, а они, конечно были, никто и не читает.
Сам работая в крыльевом цехе слесарем-монтажником, хотя и видел их, но не читал.
Мастер, препроводив меня подручным к Федору, «старослужащему» рабочему-монтажнику, просто сказал: «смотри и делай как он!».

Был памятным, и тот разнос, который всенародно устроил мне А.Е. Черкашин из сборочного отдела базового завода, когда он, окончательно потеряв самообладание, кричал:
- Да где это видано, что бы «вычислительная машина» за специалиста проектировала технологические процессы сборки самолетов!

К слову, высказанные подобным образом критические замечания, даже в такой острой, а подчас и в оскорбительной форме, я не оставлял без внимания.
Тяжело, конечно, слушать подобное, но понимал, что идут-то они не просто так, а от искренних «сопереживаний» за общее дело!
Всегда оставлял место для своих личных сомнений, а вдруг и в правду, «тянем-то пустышку»?

В подтверждение возможной правоты А.Е. Черкашина, невольно приходила на ум убийственная, для нашего случая, аналогия со вспашкой зяби, животными или «железными» конями.
Да, за «конями» явное преимущество, хотя каждого и требовалось «кормить», нести затраты.
Но … это, механизация физического труда, а у нас уже автоматизация, да ещё какого труда – инженерного, интеллектуального.

Уже на примере наших «гадких» утят мы твердо знали, что, одних-то «технологических» знаний для этой автоматизации «машине» недостаточно, что есть и ещё не менее серьёзная проблема – как её «научить читать» сборочные чертежи, ведь по-хорошему, с них ведь процесс проектирования и начинается!

К тому же, уже тогда, масло в огонь стали подливать и "дурные" вести из-за рубежа.
Оказалось, в частности в Германии, не смотря на высокий технологический уровень развития её промышленности, таких систем, как наши технологические САПРы – НЕТ!

Более того, в этом я убедился, что называется, воочию: на одном из заводов нашей отрасли мне подарили их «технологическую карту», причём по структуре и содержанию очень похожую и на наши карты операций.
Но вот беда, эта машинописная карта была выполнена не САПРом, а Системой Планирования Производства, её «лейбл», стоял в одном из углов этого документа.

Ну и дела, почувствуйте, хотя бы на слух, ту колоссальную разницу этих аббревиатур - или САПР, как инструмент для "печати карт" технологических процессов, или Система "планирования", читай - ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА.
Технически ЭТО две большие разницы, что как "гномы в Стране Великанов".
Да-а, было над чем серьёзно задуматься!

Повторюсь, памятуя бесчисленные истории инженерных достижений, мы понимали и надеялись, что с появлением такой принципиально новой техники, как вычислительная, рано или поздно, но за этим должны последовать и изменения кардинального, возможно даже, поистине революционного характера.

А значит, дело за малым – понять нам, а что в последующем развитии её, техники, действительно должно измениться, и, в конце-то концов, к чему это приведёт!
Не оставаться в плену старых представлений, а найти ту форму гармонии построения «сотрудничества» традиционного и нового, которое и должно принести долгожданный инженерный прорыв.

Как не парадоксально, но и факты, действительно подтверждающие эту нашу гипотезу-мечту, тоже имелись.
Причем, в прямом смысле, у нас под боком.

В это же самое время в нашем Институте, коллеги из отдела механической обработки, создали, если и не первый, то по крайней мере, в числе первых в авиационной отрасли «ГАП» – Гибкое Автоматизированное Производство, настоящий, действующий прототип будущего «безлюдного производства».

Был создан, по нынешним меркам хотя и небольшой, но единый комплекс из четырёх токарных и фрезерных станков, автоматизированного склада и промышленных роботов, с централизованным управлением от одной мини-ЭВМ.

Комплекс в номенклатуре выпускал переходные втулки для станков с ЧПУ, которые очень широко использовались в механообрабатывающих цехах заводов отрасли.

Работать комплекс мог круглые сутки в три смены, следили за ним всего два специалиста, один был непосредственно на производственном участке, а другой у пульта ЭВМ.
Для обычных участков в подобных случаях требовалось человек под десять, кроме четверых станочников, ещё плюсом и несколько подготовителей и кладовщик.
Во всех отношениях, очевидная выгода была на лицо!

Успех самой возможности организации подобных производственных комплексов был обеспечен появлением станочного парка с числовым программным управление и специальных языков, для подготовки управляющих программ.
Эти программы, моделируя физический процесс изготовления детали, уже станку задавали режим его работы и траектории движения режущего инструмента.
 
И эта сказка из фантастических романов, где всё делали только роботы, стала явью по одной единственной причине – появлению «программного управления» технологическим оборудованием.
А к чему всё это, спустя десятилетия и привело, уже знаем, на тех же примерах из автомобильной промышленности!

Но кроме институтского ГАПа, имелся и другой, более «убийственный» пример и тоже из нашего самолетостроения, причём предвосхитивший появление в отрасли нового метода, который в последующем должен был стать «могильщиком» предыдущего, – плазово-шаблонного, на тот момент безмятежно здравствовавшего на наших заводах аж с 1940 года.

Ещё в середине 70-х годов вышла монография двух советских авторов, к сожалению их фамилий, уже не помню, в которой и был представлен новый процесс автоматизированного изготовления деталей и технологической оснастки, так называемым методом «независимого изготовления».

В рамках этого подхода авторы предложили сквозную производственную цепочку от математических моделей конструктивных элементов самолетов и до станков с ЧПУ, позволявшую исключить множество очень трудоёмких промежуточных этапов обработки, тем самым резко снижая затраты и в разы время на подготовку серийных заводов к выпуску новых изделий.

Кстати, в 1993 году впервые в гражданском самолетостроении масштабно реализованный американцами на запуске своего нового лайнера «Боинг 777», а до этого на военном – «F-18».
По этому же пути пошли и французы со своей "CATIA 3D".
В конце концов этот подход оформился и получил мировое признание в аббревиатуре CAD/CAM, которая расшифровывается как «Computer-Aided Design» и «Computer-Aided Manufacturing» — «компьютерное моделирование и автоматизированное производство».

Для нас новый метод был наглядным образцом, где в качестве ключевого элемента первично выступали специальные модели «ТОГО», что и было «конечной целью» и самим смыслом существования производственных процессов – деталей оснастки и конструкций самолетов.

И вот теперь, после пространного вступления, наконец-то смогу перейти и к нашим «баранам», прошу прощения, к шутливой аналогии сравнения «автоматизации технологического проектирования» с нашей достопочтенной «козой с баяном», - «зачем, в инженерные работы по технологическому проектированию,  всё-таки включать ещё и ЭВМ», каким образом и, что самое главное, с какой целью?

Интуитивно, было уже понятно, - нужен НОВЫЙ ПОДХОД!
В производстве должны появиться такие процессы, в структурах которых органично сочетались бы традиционные «ручные» процедуры обработки данных с обработкой на ЭВМ.

Необходимо в максимальной степени использовать те явные преимущества, которыми они обладают по сравнению с человеком, в  первую очередь, по хранению и возможностям скоростной обработки производственных данных, а в перспективе и по их передаче заинтересованным потребителям.

Технологический САПР рассматривать не столько, как "печатающую" машинку, а в качестве принципиально нового ИНСТРУМЕНТА В ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКЕ серийного производства новой авиационной техники.

От подобной реструктуризации процессов, допускали и появление уже новых возможностей, принципиально не осуществимых при чисто "рукописном" проектировании технологических процессов.
К тому, у нас тоже были причины и веские, основанные на фактах, технические основания.

По аналогии с прототипами будущих CAD-CAM систем, следовало, что первоначально, искать решение по техническому «облику» этого «ИНСТРУМЕНТА» нужно с моделей, но вот вопрос – моделей «ЧЕГО»?

Модели технологических процессов и операций не годятся, не тот, что называется, калибр.
Хотя и важнейшие, как первоисточники производственно-технологических данных, но, всё-таки, чистой воды лишь «полустанки» в «движении» подготовки машиностроительного производства к своей подлинной конечной цели – готовности его ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ к началу выпуска нового изделия!

Но, даже в этом случае, чего-то своего, нам изобретать ещё не потребовалось.
В Государственных стандартах СССР определение понятий «производственной системы», как и её ядра – «системы технологической» уже были.

Немного поясню техническую суть этих понятий, потому, как и сегодня считаю их краеугольным основанием, буквально для всех мероприятий по совершенствованию и развитию нашего отечественного машиностроения.

Опять все просто, «производственная система» – это «технологическая система плюс вся необходимая обеспечивающая инфраструктура», а совокупность, организованных должным образом, рабочих мест вместе с логистическими потоками их соединяющих между собой, её ядро – уже «система технологическая».

Как и до сих пор, на заводах за каждую из этих систем, «отвечают» свои функциональные Службы, возглавляемые соответственно Техническими директорами, а по-старому, Главными инженерами, и Главными технологами машиностроительных предприятий.

Поэтому, исходя уже из этих понятий, нам для реализации своей новой парадигмы и потребовалось опять заняться моделированием, но на этот раз, ни много ни мало, «технологической системы» авиационного завода.

И опять же, нам снова повезло!
По первоначальной постановке, задачу «сохранения проектных технологических данных в ЭВМ», мы уже запланировали решить с помощью специальной Результирующей Базы Данных (РБД) под управлением СУБД ИНЕС.

Главной особенности этой Системы управления, была иерархическая модель представления данных, что требовало от нас предварительной разработки специального, уже ИНЕСовского «Дерева описания данных» (ДОД).
Именно в иерархическом характере этого ДОДа и было наше везение.

Во-первых, он идеально подходил для «хранения» данных в ЭВМ нашего экофрейма, который, так же, как и он, имел иерархическую структуру.
А во-вторых, собравшись моделировать производственные структуры авиационного завода, этот ДОД опять нам был ко двору. Ведь и до сих пор, правда, за отдельными исключениями, заводы с линейно-функциональным управлением, имеют организационные структуры таково же типа.

Вернувшись из очередного отпуска, я имел честь воочию лицезреть уже наш ДОД, который ребята на сдвинутых столах выложили на огромных листах ватмана.

А вот, если об этом знаменательном для нас событии, выразиться ещё и чуток вычурно, то представленное «изображение» ДОДа, окажется к тому же и нашей декларативного типа, первой структурной моделью  «ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ» авиационного завода, естественно, только его агрегатно-сборочного куста.

Однако, не обошлось и без пробелов.
Структурно-логическая часть для хранения экофрейма была проработана безупречно, а вот организационная структура агрегатно-сборочного куста потребовала небольшой доработки, которую уже в ближайшие дни мы и провели.

Таким образом, связав организационную структуру производства с проектными данными технологических операций, мы и получили те самые «мини-нормативы», уже пригодные для непосредственной организации серийного выпуска новых изделий, причём в цифровой форме и с простым к ним доступом.

Стало возможным, для каждого рабочего места из тысяч, имеющихся на заводе, иметь сводные спецификации той самой «всякой всячины» - ВСЁГО ТОГО, что необходимо иметь под рукой на рабочем месте, уже в процессе физического воплощения нового изделия в "металле".

Более того, эти же данные, но агрегированные и соотнесенные к задачам других функциональным Служб завода, позволяли уже «у них» организовать автоматизированный расчёт объёмного плана производства в разрезе всех категорий требуемых ресурсов.

Вот именно, «как ручеёк из источника превращается в полноводную реку», так и наши проектно-технологические данные, поступая в многочисленные службы смежников, и могли теперь инициировать их деятельность.

Но про «печать» технологической документации мы, конечно же, не забыли.
Ведь иметь «документ», была не чья-то прихоть, а требования государственных стандартов к производствам сложной и ответственной техники.

Подобно «ручейкам» и в этом случае, используя возможности уже Баз данных, мы были в состоянии из отдельных строк-переходов, формировать полные комплекты технологической документации неограниченного объема, от отдельных технологических карт до сводных ведомостей и титульных листов.

Причём, уже тогда, в начале 80-х годов мы с полным основанием могли предъявить и их аналоги – технологические документы в цифровой форме.
Только жаль, что на то время ещё не было электронной почты, а мы её не успели создать.