Средства технологической подготовки производства (СТПП)

Средства технологической подготовки производства (СТПП, англ. Computer-Aided Process Planning Tools, CAPP) – это комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации процесса разработки технологических процессов производства изделий. Они помогают оптимизировать маршруты обработки, выбирать оборудование и инструменты, рассчитывать нормы времени и материалов, а также формировать техническую документацию.

Технологическая подготовка производства (ТПП) — это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение готовности производственной системы к выпуску продукции требуемого качества в установленные сроки и с оптимальной себестоимостью. ТПП включает анализ конструкторской документации, разработку технологических маршрутов и процессов, выбор оборудования и инструментов, расчёт норм времени и материалов, а также подготовку всей необходимой технической документации. От качества ТПП зависит эффективность производственных процессов, сокращение времени на подготовку производства новых изделий и минимизация издержек.

В рамках ТПП выполняются следующие задачи:

• анализ конструкторской документации и определение требований к производству,
• разработка технологических маршрутов и операций,
• выбор необходимого оборудования и инструментов,
• расчёт норм времени и материалов,
• разработка технологической документации,
• контроль соответствия технологических процессов стандартам и требованиям,
• оптимизация производственных процессов.

Современные условия развития производства требуют применения цифровых решений, которые позволяют автоматизировать и ускорить процессы ТПП. Программные продукты для технологической подготовки производства (СТПП) существенно повышают эффективность работы, обеспечивая возможность моделирования технологических процессов, оптимизации маршрутов обработки и формирования необходимой документации в электронном виде. Использование таких решений становится важным фактором конкурентоспособности предприятий в условиях быстроменяющегося рынка.

Средства технологической подготовки производства предназначены для автоматизации процесса разработки технологических процессов производства изделий. Они позволяют реализовать комплексный подход к формированию технологических маршрутов, обеспечивая эффективное взаимодействие между различными этапами производственного цикла и способствуя повышению общей производительности и качества производственных процессов.

Функциональное предназначение СТПП заключается в оптимизации принятия технологических решений: системы помогают в выборе оптимального оборудования и инструментов, расчёте необходимых временных и материальных ресурсов, а также в формировании полной и достоверной технической документации. Благодаря применению СТПП достигается сокращение времени на подготовку производства, снижение вероятности ошибок в технологических процессах и повышение уровня стандартизации и унификации технологических решений, что в конечном итоге ведёт к снижению производственных издержек и повышению конкурентоспособности предприятия.

Средства технологической подготовки производства в основном используют следующие группы пользователей:

• инженеры-технологи машиностроительных и приборостроительных предприятий, которые занимаются разработкой и оптимизацией технологических процессов изготовления изделий;
• специалисты отделов главного технолога, которые отвечают за стандартизацию и унификацию технологических решений на предприятии;
• работники проектных бюро и конструкторских отделов, которые участвуют в создании технической документации и нуждаются в согласовании технологических процессов с конструкторскими решениями;
• сотрудники производственных подразделений, ответственные за планирование загрузки оборудования и распределение производственных ресурсов;
• специалисты IT-подразделений предприятий, которые внедряют и поддерживают работоспособность систем СТПП, обеспечивают их интеграцию с другими корпоративными информационными системами.

На основе своего экспертного мнения Соваре рекомендует наиболее внимательно подходить к выбору решения. При выборе программного продукта класса Средства технологической подготовки производства (СТПП) необходимо учитывать ряд ключевых факторов, определяющих эффективность его применения в конкретных условиях бизнеса. Прежде всего, следует оценить масштаб деятельности предприятия: для малого бизнеса могут быть достаточны решения с базовым функционалом и простой интеграцией, тогда как крупным производственным холдингам потребуются масштабируемые системы с возможностью управления распределёнными производственными мощностями и интеграции с ERP- и MES-системами. Также важно учитывать отраслевые требования и стандарты — например, в авиационной и автомобильной промышленности предъявляются повышенные требования к детализации технологической документации и соответствию международным стандартам ISO и AS9100.

Ключевые аспекты при принятии решения:

• совместимость с существующими ИТ-инфраструктурами и корпоративными системами (например, ERP, PDM, MES);
• наличие модулей для расчёта норм времени и материалов с учётом специфики производства (например, для механообработки, литья, сборки);
• возможности визуализации технологических процессов и создания 3D-моделей для более наглядного представления операций;
• поддержка различных методов планирования технологических процессов (маршрутное, операционное, маршрутно-операционное планирование);
• наличие механизмов для работы с библиотеками технологических решений и типовых операций, адаптированных под конкретные отрасли;
• возможности интеграции с системами CAD для автоматического переноса данных о конструкции изделия;
• поддержка стандартов и форматов обмена данными (например, STEP, IGES);
• наличие инструментов для формирования и управления пакетами технологической документации в соответствии с отраслевыми и корпоративными стандартами;
• возможности масштабирования и добавления модулей в зависимости от роста производственных мощностей и усложнения технологических процессов.

Кроме того, следует обратить внимание на уровень технической поддержки и обучения пользователей, предоставляемый разработчиком или поставщиком решения, а также на наличие сообщества пользователей и доступных ресурсов для обмена опытом и решения возникающих проблем. Немаловажным фактором является и стоимость владения системой, включая лицензионные платежи, затраты на внедрение, обучение персонала и техническое обслуживание. Важно также оценить, насколько продукт адаптирован к работе в условиях существующей на предприятии ИТ-инфраструктуры и какие требования он предъявляет к аппаратным ресурсам (например, к производительности серверов, объёму оперативной памяти, ёмкости хранилищ данных).

Средства технологической подготовки производства (СТПП) играют ключевую роль в оптимизации производственных процессов, повышая их эффективность и снижая издержки. Применение СТПП позволяет предприятиям достичь значительных преимуществ в управлении производственными процессами и качестве выпускаемой продукции.

• Оптимизация производственных маршрутов. СТПП позволяют анализировать и оптимизировать последовательность операций обработки изделий, что сокращает время производства и минимизирует затраты на перемещение материалов и изделий между участками.
• Автоматизация выбора оборудования и инструментов. Системы СТПП обеспечивают подбор оптимального оборудования и инструментов для выполнения технологических операций, что повышает качество производства и снижает вероятность ошибок при выборе.
• Точность расчёта норм времени и материалов. СТПП обеспечивают достоверный расчёт необходимых временных и материальных ресурсов, что позволяет оптимизировать запасы, сократить издержки и избежать дефицита или избытка материалов.
• Ускорение подготовки технической документации. Автоматизация формирования технической документации сокращает время на её подготовку и снижает вероятность ошибок, что важно для соблюдения сроков запуска производства и соответствия нормативным требованиям.
• Повышение гибкости производства. СТПП позволяют быстро адаптировать производственные процессы к изменениям в конструкторской документации или требованиям заказчика, что особенно важно в условиях динамичного рынка.
• Улучшение координации между подразделениями. Системы СТПП способствуют более эффективному взаимодействию между различными подразделениями предприятия, обеспечивая единый источник данных и согласованность технологических процессов.
• Снижение влияния человеческого фактора. Автоматизация рутинных и трудоёмких процессов уменьшает вероятность ошибок, связанных с человеческим фактором, и повышает общую надёжность производственной системы.

Классификатор программных продуктов Соваре определяет конкретные функциональные критерии для систем. Для того, чтобы быть представленными на рынке Средства технологической подготовки производства, системы должны иметь следующие функциональные возможности:

• автоматизация разработки технологических процессов производства изделий, включая формирование технологических маршрутов и операций,
• оптимизация маршрутов обработки изделий с учётом доступных производственных ресурсов и ограничений,
• выбор оптимального оборудования и инструментов для выполнения технологических операций,
• расчёт норм времени и материалов, необходимых для производства изделий,
• формирование комплекта технической документации, необходимой для производства и контроля изделий.

По аналитическим данным Соваре, в 2025 году на рынке средств технологической подготовки производства (СТПП) можно ожидать усиления тенденций к интеграции с системами управления жизненным циклом изделия (PLM), применения методов машинного обучения и искусственного интеллекта для оптимизации технологических процессов, развития облачных решений, повышения уровня визуализации и имитационного моделирования, а также расширения возможностей для удалённой работы и коллаборации.

• Интеграция с PLM-системами. Углубление интеграции СТПП с системами управления жизненным циклом изделия позволит обеспечить более тесное взаимодействие между этапами проектирования и производства, улучшить управление данными и повысить эффективность производственных процессов.
• Применение машинного обучения. Использование алгоритмов машинного обучения для анализа больших объёмов данных о производственных процессах поможет выявлять скрытые закономерности, оптимизировать параметры обработки и предсказывать возможные проблемы на ранних стадиях.
• Развитие облачных решений. Переход к облачным платформам обеспечит более гибкое использование ресурсов, упростит масштабирование систем и повысит доступность СТПП для малых и средних предприятий.
• Улучшение визуализации и имитационного моделирования. Развитие инструментов трёхмерной визуализации и имитационного моделирования позволит более наглядно представлять технологические процессы, облегчит процесс обучения операторов и поможет выявлять потенциальные проблемы до начала производства.
• Коллаборативные возможности. Расширение функций для удалённой работы и коллаборации между различными подразделениями и внешними подрядчиками повысит скорость принятия решений и улучшит координацию в рамках сложных производственных проектов.
• Автоматизация формирования документации. Дальнейшая автоматизация процессов создания и управления технической документацией сократит время на бюрократические процедуры и снизит вероятность ошибок.
• Использование цифровых двойников. Внедрение технологий цифровых двойников позволит создавать виртуальные модели производственных процессов и оборудования, что облегчит тестирование новых технологий и оптимизацию работы без риска для реального производства.