Компания Box3D разрабатывает программное обеспечение для управления фермами 3D-печати

Мы встретились с руководителем компании Радиком Губайдуллиным с целью узнать побольше о программе и планах предприятия.

Расскажите, что стало предпосылкой для такого серьезного шага как написание собственного программного обеспечения, и почему решили не пользоваться существующими решениями?

В начале 2019 года наша компания начала динамично расти. Рос как парк оборудования, так и состав команды. Чем больше было работы, тем чаще вставал вопрос как упростить процесс планирования задач, количество которых росло с каждым днем. Но и не только вопрос планирования нас беспокоил: возникали вопросы как управлять процессами и людьми, как мониторить уже запущенные задачи с точки зрения сроков и качества изготовления, как учитывать расход материала, комплектующих и время команды. Как узнать эффективность производства, ну и самое главное, как учитывать это все в ключевом вопросе: сколько реально мы зарабатываем на тех или иных проектах и зарабатываем ли вообще.

Вопросов в итоге было больше, чем ответов, а точнее не было эффективных инструментов для получения этих ответов. Процессы в команде держались только на человеческой ответственности и на табличках в Excel. В этот момент стало совершенно понятно, что под ручным управлением и с Excel в руках невозможно построить 3D-ферму, которую можно будет в будущем быстро масштабировать в два или в три раза или повторить ее в другой локации, а ведь именно такие амбиции есть у нашей команды.

Исходя из поставленных вопросов быстро стало понятно, что нам нужна система формата MES (Manufacturing Execution System).

Следующие два года мы потратили на поиски и пробы разных программ и всегда сталкивались с жестокой реальностью: либо программы не учитывали всей специфики аддитивного производства, либо инструмент стоил непозволительно дорого. Нас отпугивала даже не столько стоимость самих программ, сколько стоимость и время, необходимые на интеграцию таких решений в нашу работу.

Еще одним путем поиска решения стали программы, изначально придуманные для других сфер, но неплохо повторяющие структуру нашей работы, однако такие решения могут быть хорошим, но только временным костылем и никак не могут быть основным инструментом. Рано или поздно специфика дает о себе знать.

К тому же не решалась главная задача: все инструменты следят в первую очередь за станком и/или людьми. Мы, напомню, искали решение, где ключевой сущностью будет само задание для печати.

Также в процессе изучения разного программного обеспечения мы увидели, что оно бывает двух видов: первое — на блажь начальства предприятия, второе — отданное на откуп самим сотрудникам, то есть из серии «вы напишите техническое задание как хотите, лишь бы было».

Казалось бы, возьмите и объедините эти два подхода и будет вам счастье, но реальность такова, что программы, созданные с умом, не могут стоить дешево, ведь спрос на такие решения сильно выше предложений. И тут важно повториться: есть на рынке прекрасные, удобные решения, но их мы вычеркнули еще на старте изысканий по причине высокой стоимости и избыточного функционала.

В результате мы пришли к выводу, что нужно рискнуть и ввязаться в эту авантюру с созданием программного обеспечения под свое понимание того, как должно выглядеть ПО для аддитивного производства.

Чем ваш подход в написании ПО выделяется на фоне других решений?

Тяжело сказать выделяется ли, скорее он проще в ключевой задумке. У нас всего три главенствующих принципа:

    1. Удобство для пользователя через стремление к упрощению процессов, а не наоборот.

    2. Возможность системы адаптироваться под рост команды с изменением ролей и функций сотрудников, или же под специфику предприятия.

    3. Ну и, наверное, главный принцип — учет уникальных наборов специфики аддитивного производства.

Для третьего пункта хочу привести конкретный пример. Возьмем печатника, работающего с технологией селективного лазерного спекания (SLS). Его главная цель — заполнить весь полезный объем изделиями, а значит в один запуск неизбежно попадают изделия из разных заказов. Соответственно, программа для мониторинга такого задания должна знать, что внутри этого задания находится множество изделий, принадлежащих к разным заказам, и по каждому из них нужен отчет по статусу и качеству исполнения.

На какой стадии готовности сейчас ваше ПО?

Сейчас уже работает основной блок автоматизированного планирования. Его разработка заняла больше всего времени, и это было похоже на строительство высотки — когда первые год или два строят подземную часть фундамента, а потом этажи растут, как грибы под дождем.

Сложность написания алгоритмов автопланирования тут описывать не буду, но скажу, что команда разработчиков сильно попотела над решением. Для нашей системы автопланировщик — это сейчас базовая функция, на которую навешены все другие.

На данный момент система решает ключевую задачу — умеет автоматически формировать планы 3D-печати заданий, исходя из параметров печати и специфики 3D-принтеров — размера области построения, диаметра сопла, загруженных материалов, и так далее). Также можно назначить тип 3D-принтера, например если ваши машины работают по разным технологиям.

Количество задач для загрузки и планирования значения не имеет, и в этом один из главным плюсов автопланировщика: он массово загрузит и распределит все задачи по подходящему оборудованию, не потеряв при этом ничего и руководствуясь в первую очередь задачей минимального срока исполнения заказа. Также система может учитывать график сотрудников и в зависимости от расписания рабочих смен может планировать запуски заданий только на время, когда у 3D-принтеров находятся люди.

Планировщик позволяет быстро визуализировать и оцифровывать сроки выполнения любых заказов с высокой степенью точности.

После завершения этапа распределения задач в панели заданий можно запланировать и дополнительные действия — отправить принтер в ремонт или на техническое обслуживание, запланировать замену материала перед конкретной задачей, при необходимости заменить сопло.

Все запланированные задачи передаются в приложение на мобильном устройстве сотрудника, который непосредственно занимается печатью. Благодаря этому приложению от оператора больше не требуется взаимодействовать со стационарным компьютером, а это существенно оптимизирует логистику персонала на производственных мощностях. Я даже подсчитал, что в среднем вместо пяти-шести километров ежедневные маршруты сотрудников сократятся вдвое.

Все задачи (запуски) идут в порядке очередности, и оператору не приходится тратить время на принятие решений. По окончании 3D-печати система отправит оператору уведомление и запросит отчет. Отчеты содержат информацию о времени 3D-печати, весе изделий с поддержками и без, а в случае получения брака — о весе потерянного материала и о причине сбоя. Далее успешное задание перейдет на этап постобработки, где также будет заполнен отчет по результатам работы.

Если же задание ушло по каким-то причинам в брак, то в зависимости от причины система запустит задание по заданному алгоритму. Например, если выявлена ошибка на этапе создания машинного кода (Gcode), то задание вернется инженеру 3D-печати с комментарием о результате. Он, в свою очередь, переделает Gcode, а система запланирует задание вне очереди, дабы не задерживать весь заказ клиента. Также система сообщит об изменениях в сроках других заказов, на которые повлиял этот перезапуск.

Если же причина брака в технической неисправности, задание будет перенесено на другой 3D-принтер, а неисправное оборудование будет отправлено в ремонт, о чем сервисный инженер получит уведомление.

Все эти и другие причины внеплановой остановки оборудования у нас проработаны за многие годы работы. Сейчас список состоит из почти пятидесяти разнообразных причин остановки, и для каждой из них есть отдельный алгоритм действий как системы, так и сотрудников.

Все описанное выше отражается в общем плане работ в виде графика с цветовой кодировкой всех статусов, а если провалится конкретное задание, можно увидеть все его данные, собранные на каждом участке производства.

Все это позволяет руководителю фермы очень точно видеть ее производительность в режиме реального времени. Также доступна актуальная информация по причинам простоев, если таковые возникают — сколько времени было потрачено на ремонт, техническое обслуживание или просто ожидание ремонта.

Для оценки этих параметров реализована панель индикаторов, а при необходимости более детального анализа можно выгрузить данные из базы в формате таблиц.

Звучит как система, в которой многое продумано. Какие у вас планы на ПО? Будет ли оно доступно для желающих, или это внутренняя разработка?

Планы на систему очень амбициозные, у нас много мотивации на их воплощение. Первые презентации потенциальным клиентам прошли весьма успешно. Теперь я хочу сделать программу с платным доступом для других компаний, которые в этом нуждаются. Для компаний это будет хорошим инструментом развития, а у нас появится новый проект, который я лично хочу вырастить до самостоятельной и успешной компании.

Однако, тут остро стоит вопрос финансовых затрат на разработку. До сих пор мы инвестировали собственные деньги, заработанные на услугах, и теперь, когда появилась потребность в быстром написании большого количества кода, стало понятно, что такой подход уже не сработает. Поэтому мы сейчас занимаемся поисками инвестора. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.