Zachrání nás CAD?

Na základě zkušeností z mnoha českých firem lze definovat následující oblasti, kde je zřetelný prostor pro často výrazné zvýšení intenzity vývojového procesu:

• zlepšení znalostí používaného CAD systému
• normalizace a standardizace (jednotná metodika) vývojových prací
• opakované použití existujících dílů, tedy dat a znalostí
• řízení vývoje výrobku na principech projektového managementu

Zlepšení znalostí používaného CAD systému

Obecně se dá říci, že většina konstruktérů, uživatelů CAD systémů, absolvovala úvodní školení do systému při jeho pořízení do firmy. Existuje také menšina, která své znalosti získala samostudiem. CAD systémy se však vyvíjejí, vylepšují své vlastnosti a také přibývají další funkce. Většina firem tedy aktualizuje svá CAD pracoviště, nebývá však pravidlem aktualizovat znalosti konstruktérů na novou verzi systému. Mezi firmami existuje i jistá migrace pracovníků, noví konstruktéři mohou mít se systémem jiné zkušenosti a znalosti, než požaduje jejich nové pracovní zařazení.

Společnosti, které chtějí maximalizovat přínosy svých CAD systémů, by měly tedy věnovat významnou pozornost pravidelnému vzdělávání svých konstruktérů, protože jen tak lze dosáhnout maximálního využití zakoupeného softwaru. Pro každou vývojovou kancelář a pro každou pozici ve vývojovém týmu by měly existovat předepsané minimální znalosti a dovednosti v používaném CAD systému. Při návrhu vzdělávacího programu pro rozsáhlý (rozuměj: diverzifikovaný) vývojový kolektiv je nejvhodnějším postupem zmapování znalostí jednotlivých pracovníků podle jejich úlohy v týmu (vývojový konstruktér, detailista, projektant, ...) a na základě výsledků pak stanovit oblasti pro doplnění znalostí. Výsledkem je diferencovaný návrh školicího programu „ušitého" na míru, který maximalizuje efekty z vynaložených nákladů na školení.

Normalizace a standardizace (jednotná metodika) vývojových prací

Pro úspěšnou spolupráci vývojového týmu je také potřeba stanovit „pravidla hry", která budou závazná pro všechny členy. V praxi to mohou být pravidla pro pojmenování souborů, ale i pomocných konstrukčních prvků, názvů hladin v modelech a výkresech, parametry a jejich hodnoty, které vstupují do kusovníků a rohových razítek výkresů atd. Mezi základní standardy patří také knihovna výkresových šablon, kusovníků a dalších dokumentů, nastavení výstupů z CAD systému - např. nastavení pro tisk (tloušťky per).

Dodržování přijatých standardů lze například v CAD systému Pro/ENGINEER efektivně kontrolovat pomocí integrované utility ModelCheck, která umožňuje kontrolovat více než 400 položek - mimo výše uvedené také například dodržení povolených průměrů otvorů nebo velikostí zaoblení, existenci povinných parametrů a jejich obsah atd.

Výkonnost práce podporují také podnikové CAD knihovny prvků s vlastní inteligencí obsahující vedle konstrukčních i technologické informace pro výrobu. Příkladem takovéhoto prvku může být drážka pro pero: na základě průměru hřídele se z knihovny automaticky vytvoří odpovídající geometrie drážky a přiřadí tolerance a odzkoušená technologie její výroby (tzn. do CAD modelu je přidán také NC program včetně řezných podmínek a potřebných nástrojů). Takto vytvořené knihovny často se opakujících konstrukčních prvků a uzlů uspoří velké množství času při konstrukci nové součásti a v následných etapách přípravy výroby, neboť technolog - NC programátor - se nemusí zabývat rutinní prací na detailech.

Použít více existujících dílů, tedy dat a znalostí

Opakované používání dříve vytvořených dílů (tedy CAD dat) skýtá v mnoha firmách významný prostor pro zrychlení a zkvalitnění vývoje výrobku. Mezi nejčastější důvody, proč konstruktéři nepoužívají již jednou vytvořená data, patří zejména:

• neschopnost nalézt informace a  data;
• nevhodně vytvořené CAD modely s množstvím chyb a množstvím externích referencí;
• neschopnost uživatele provést potřebné modifikace součástí především z výše uvedeného důvodu.

Konzultační firmy zabývající se optimalizací procesu vývoje výrobku uvádějí, že konstruktéři tráví až 40 % pracovního času vyhledáváním informací, především CAD modelů. V malé konstrukční kanceláři lze jistě řešit ukládání dat různými sdílenými adresáři nebo NAS disky, efektivnějším způsobem je však nasazení systémů pro správu a řízení dat o výrobku - PDM/PLM systémů. Tyto softwarové aplikace jsou vedle ukládání a archivace dat schopny také řídit jejich platnost, poskytují informace nezbytné pro opakované použití a změnu (např. kde všude je daný díl použit). Pro menší firmy s jednoduššími procesy je vhodný například Windchill ProductPoint, zatímco rozsáhlé podniky pracující s komplikovaným workflow, změnovou službou, složitou konfigurací výrobku apod. využijí spíše Windchill PDMLink.

Jedním z nebytných předpokladů úspěšného opakovaného využití dat k dílům a strojním celkům je standardizovaná tvorba CAD modelů, neboť pouze při dodržování dohodnutých postupů a metod pracují všichni konstruktéři stejným stylem, a mohou tedy převzít data od kolegy do svého projektu bez obav ze zhroucení CAD modelu nebo jeho komplikovaných úprav.

Poměrně velká část podniků také podceňuje ochranu svého duševního vlastnictví, firemního know-how. Firmy často věnují nemalé prostředky pro zabezpečení finální dokumentace (2D výkresů a 3D modelů) před zneužitím neoprávněnou osobou (CD-ROM v trezorech apod.), ale často unikají znalosti ze samého počátku vývoje, tedy informace, proč výrobek vypadá zrovna tak, jak je navržen, a jak je vyráběn. V rané fázi vývoje vzniká celá řada pomocných výpočtů a poznámek, které nejsou zachovány a archivovány a v lepším případě končí v šuplíku jediného pracovníka. Jedním z nástrojů, který dovede efektivně zachytit a zachovat použité výpočty, je Mathcad, primárně určený pro technické výpočty a tvorbu jednoduché dokumentace raných fází vývoje výrobku. Tuto dokumentaci je možné dokonce uložit v podobě WWW stránky, vystavit ji např. na podnikovém intranetu a umožnit tak jednoduše její opakované používání ve všech dalších podobných úlohách. Konstruktér navíc má možnost připojit všechny výpočty k 3D CAD modelům a archivovat vše společně.

Řídit vývoj výrobku na principech projektového managementu

V řadě firem se objevují problémy, které mají původ v obchodním nebo technickém oddělení a které se většinou projeví až při výrobě:

• neúplná specifikace zakázky včetně termínů;
• nekompletní technická dokumentace znemožňující včasné objednání materiálu;
• změny na výrobku nezpůsobené zákazníkem a prováděné v poslední chvíli;
• dlouhé doby zpracování zakázky v konstrukci a přípravě výroby.

Existuje ale celá řada dalších problémů, které narušují hladký průběh vývoje a výroby. Pro odstranění většiny těchto poruch stačí stanovit přesná pravidla, jak má celý proces vypadat, a to nejen z hlediska výsledku (obsah zakázky, kvalita výrobku), ale také z pohledu nutných činností, termínů pro jejich provedení, potřebných zdrojů a nákladů. Je nutné hned na začátku vědět, co všechno má obsahovat specifikace, aby měl konstruktér všechny potřebné informace, kdy zapojit návazná oddělení do přípravy výrobku, aby byl omezen počet pozdějších změn a úprav (např. konzultovat technologičnost nebo dostupnost nakupovaných dílů). Časnější zapojení útvarů přípravy výroby a nákupu také umožní výrazně zkrátit dobu mezi vývojem a vlastní výrobou, protože celou řadu přípravných prací a objednávek materiálu či komponent lze provést výrazně dříve a není potřeba čekat například až na úplnou výrobní dokumentaci. Zkušenost z řady společností říká, že je zcela opomíjena přípravná fáze vývojového projektu, stejně jako řízení nákladů na vývojové úkoly.

K projektově řízenému vývoji výrobku se dnes přiklánějí především společnosti, které jsou vystaveny silným tlakům svých zákazníků na dodací termíny a cenu výrobků. Projektové řízení totiž bourá dosavadní liniové uspořádání podniku (příprava výroby čeká, až dostane z konstrukce všechny výkresy) a převádí jej na jednotlivé pracovní týmy sdružené z pracovníků všech potřebných profesí zaměřených na zpracování dané zakázky v požadované kvalitě, čase a přidělených nákladech. V kvalitním vedení projektových týmů a v řízení projektů lze spatřit nejenom významnou redukci přímých nákladů, ale také jednu z mála možných cest, jak zkrátit čas potřebný na vývoj a přípravu výroby nového výrobku či zakázky.

Závěrem

V tomto článku jsme předložili základní směry, kterými se ubírají moderní konstrukční kanceláře a další útvary přípravy výroby. Definitivně končí éra, kdy „ke štěstí" stačilo zakoupit, nainstalovat a po chvílích se naučit ovládat „nějaký" CAD konstrukční systém. Je patrné, že pro další úspěšné působení na současných trzích je nezbytné vrátit se k sousloví „konstrukční systém" a vidět v něm nejen software, ale především trvale vzdělávané uživatele pracující v týmu řízeném konkrétními pravidly. Systém totiž vede k prosperitě. Pro příklad nemusíme chodit daleko: stačí se podívat na podnikovou strategii Baťových závodů.

Ing. Luděk Rektořík

www.aveng.cz

KvapilovaA@aveng.cz