¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

19 июл€ 2018

ѕ€ть реальных примеров инжиниринга промышленных предпри€тий от √руппы компаний SWR (ранее Ц SolidWorks Russia)

ћихаил ћалов, заместитель технического директора, √руппа компаний SWR

ћихаил ћалов

ѕрактически все современные предпри€ти€ рано или поздно приобретают и начинают использовать те или иные программные средства автоматизации своих типовых работ. ¬ той области, в которой в основном работает наша компани€, речь идЄт прежде всего об автоматизации конструкторской и технологической подготовки производства. ѕрограммного обеспечени€, предназначенного практически дл€ всех видов работ предпри€тий в этой части их де€тельности, много, оно хорошо известно, активно и широко используетс€ в реальной жизни. Ќо человеку от природы свойственна некотора€ инерци€ мышлени€, и, покупа€ новый инструмент, человек часто пытаетс€ приладить его к старым привычкам, воспроизвод€ в нашем случае на компьютере классические подходы к работе. ќднако новый инструмент Ч это всегда и принципиально новые возможности, способные дать много больший эффект при условии некоторой (а порой и тотальной) реорганизации привычной де€тельности. » относ€т такую перестройку предпри€ти€, касаетс€ ли она всего предпри€ти€ или только некоторых групп людей или небольших этапов полного производственного цикла, к области инжиниринга бизнес-процессов.

√руппа компаний SWR, как любой уважающий себ€ и своих клиентов системный интегратор, оказывает и такие услуги, повыша€ тем эффективность де€тельности технических служб предпри€ти€. ¬ принципе, мы занимаемс€ всеми видами инжиниринговой де€тельности: проектированием изделий и оснастки, расчЄтами работоспособности изделий и разработкой программ дл€ станков, подготовкой конкретных специалистов и тренеров внутри компаний, разработкой методик проектировани€ и созданием специального заказного программного обеспечени€, комплектацией ѕќ под комплекс задач предпри€ти€ и сопр€жением ѕќ с оборудованием разного рода, и так далее, и тому подобное.

Ќо в основном мы работаем, повторюсь, в области конструкторско-технологической подготовки производства, и в данной статье мы расскажем о некоторых наших работах, выполненных на предпри€ти€х или детально проработанных и доведЄнных до состо€ни€ готовности к запуску на площадке клиента, но на момент написани€ этого текста пока ждущих ЂзелЄную ракетуї. ¬ такой статье, собирающей в одном месте работы, выполн€вшиес€ дл€ разных предпри€тий, мы, следу€ законам жанра, вынуждены соблюдать некие негласные правила такой игры, а именно, ни одно предпри€тие не будет названо полным именем, а некоторые иллюстрации сознательно упрощены, искажены или размыты по причинам конфиденциальности и режимности. –азумеетс€, дл€ читател€, давно работающего в его конкретной области, все эти условные буквенные обозначени€ будут секретом ѕолишинел€, что-то в стиле Ђмы сидели в ялте на берегу N-ского мор€ї »льфа и ѕетрова; ну а читатель, заинтересовавшийс€ детал€ми конкретного примера, всегда может обратитьс€ за подробност€ми в √  SWR.

»так, п€ть примеров:

  1. ћетодика групповой разработки модификаций издели€
  2. ћетодика расчЄта рабочих режимов использовани€ мобильной –Ћ—
  3. Ѕыстрое создание типовой оснастки
  4. ѕрограммирование обработки на станках с „ѕ”
  5. ћечта всей жизни Ц больша€ красна€ кнопка

ѕример є 1: методика групповой разработки модификаций издели€

ѕредпри€тие Ђ«ї в городе Ђ“ї разрабатывает кресла. Ќе простые, а катапультируемые из кабин летательных аппаратов. » хот€ изделие это серийное, оно имеет, как оказалось, множество вариантов в части конфигурации основы кресла, его комплектации и примен€емых материалов. „исло вариантов посто€нно растЄт, и при создании нового варианта нужно подключать к работе нескольких специалистов разных специальностей.  роме того, виды возможных изменений мало предсказуемы, так что варианты применени€ каких-либо автоматических конфигураторов заведомо неприемлемы.  азалось бы, это классический пример стандартной организации проектировани€ издели€ Ђсверху внизї, и выдумывать тут особо нечего, но в реальности инструменты 3D-проектировани€ предлагают несколько принципиальных методик реализации этой идеи, и эти методики могут быть реализованы разными способами. ѕредпри€тию же нужно готовое к применению решение, ну нет у него (как у любого предпри€ти€, впрочем) времени и людских ресурсов на творческие эксперименты. » решение это выработала команда √  SWR.

–азумеетс€, в первую очередь мы собрали подробнейшие сведени€ обо всех аспектах работ, выполн€емых при создании новых модификаций издели€: возможные области и направлени€ вариаций, требовани€ к полноте и точности представлени€ конечной 3D-модели сборки издели€ (еЄ принципиальна€ необходимость сразу была декларирована заказчиком), требовани€ к комплектности  ƒ и срокам выдачи предварительных и окончательных вариантов всей документации, требовани€ к структуре издели€ в PDM-системе, особенности бизнес-процесса запуска и всего хода выполнени€ такой работыЕ Ќа основании анализа полученных данных мы пришли к выводу, что в основу методики проектировани€ вариантов этого издели€ должна лечь технологи€ использовани€ виртуального контрольно-ув€зочного макета. Ќаш специалист, назначенный на решение данной задачи, детально проработал теоретически и затем отработал в нашей лаборатории на компьютерах всю последовательность действий нескольких специалистов, совместными усили€ми создающих новый вариант издели€. ¬се специалисты работали с прив€зкой создаваемых или модифицируемых ими составных частей издели€ к единому объЄмному макету, что гарантировало не только автоматическую собираемость модели конечного издели€, но и управл€емость всего процесса со стороны ведущего конструктора. Ѕыли выбраны и проверены практикой методы создани€ самого контрольно-ув€зочного макета, его использовани€ как основы де€тельности всех участников процесса, исключение его вли€ни€ на производительность системы, разрабатываемый состав издели€ и содержимое  ƒ, а также требовани€ и рекомендации к таким макетам.

SWR инжиниринг

–ис. 1.  онтрольно-ув€зочный макет кресла с управл€ющими размерами

SWR инжиниринг

–ис. 2. Ѕлок-схема бизнес-процесса разработки модификации издели€

SWR инжиниринг

–ис. 3. јвтоматическа€ контрольна€ сборка издели€

–езультаты нашей работы выросли в объЄмистый, богато иллюстрированный документ Ц ћетодику ведени€ разработки издели€. Ќаконец, методика была опробована и отшлифована на площадке клиента. ћетодика включает все вопросы используемой технологии: требовани€ к контрольно-ув€зочному макету и оптимальную последовательность его создани€, организацию в PDM-системе процесса запуска работы с выдачей заданий исполнител€м и процедуры отслеживани€ хода работ, правила использовани€ макета и особенности процедур создани€  ƒ, и так далее.

–езультат же внедрени€ новой методики проектировани€ Ц исключение затрат времени на организацию таких работ, исключение ошибок согласовани€ выполн€емых доработок друг с другом и с единой основой всего издели€, сокращение срока выполнени€ новой разработки в несколько раз, гаранти€ полноты и корректности получаемой  ƒ и структуры издели€: еЄ полнота и корректность (привод€щие к полноте и корректности создаваемых по ней текстовых конструкторских документов, вроде ведомостей покупных изделий и материалов) часто оказываетс€ критичным звеном в планировании закупок и производства.

ѕример є 2: методика расчЄта рабочих режимов использовани€ мобильной –Ћ—

Ќесколько лет тому назад предпри€тие Ђѕї из города Ђ–ї попросило нас решить такую задачу: есть блок –Ћ— с антенной, блок поворотный, антенна качающа€с€, и надо вы€снить, как быстро при повороте издели€ от одного крайнего положени€ до другого колебани€ системы успоко€тс€ настолько, что еЄ замерам можно будет довер€ть.  лиент уже пробовал решать задачу Ђв лобї, в том числе и с использованием весьма дорогого ѕќ (его название, думаю, достаточно прозрачно), но ожидаемое расчЄтное врем€ не позвол€ло никаких шансов дождатьс€ хот€ бы первичного результата. ј никакой серьЄзный расчЄт не выполн€етс€ за один присест, ибо после каждого пересчЄта в систему внос€тс€ изменени€, призванные еЄ оптимизировать!
SWR инжиниринг

–ис. 4. ћодель сборки издели€

«а решение задачи вз€лс€ лично руководитель нашего расчЄтного отдела, человек-легенда международного масштаба в области инженерного анализа, автор множества академического уровн€ книг по вопросам решени€ расчЄтных задач јндрей јлександрович јл€мовский. ѕро международный масштаб Ц это не шутка, ибо пару лет назад јндрей јлександрович читал на всемирной конференции SolidWorksWorld доклад о тепловых расчЄтах, и один из отзывов слушателей был буквально таким: Ђодин этот доклад стоил того, чтобы посетить конференциюї. ≈стественно, первым делом он тщательно изучил ситуацию и выработал подходы к решению такой задачи, €вл€ющейс€ дл€ клиента довольно-таки типовой и даже критичной.

¬о-первых, в изделии было использовано несколько дес€тков нестандартных подшипников. –асчЄт Ђв лобї запускал, разумеетс€, решение контактной задачи дл€ каждого шарика каждого подшипника, что выполн€етс€ ну очень долго и, что обидно, вообще-то бессмысленно: подшипники нужно учитывать иначе. ѕосему сначала был разработан метод решени€ частной задачи: определение жЄсткости такого подшипника и вли€ни€ на неЄ масштабного фактора (подшипники были конструктивно идентичны, но различались, естественно, размерами). »спользованное нами ѕќ позвол€ет создавать и использовать в расчЄтах свои библиотечные сущности разного рода, в частности и подшипники, что позвол€ет при решении полной задачи практически не тратить на них расчЄтное врем€.

SWR инжиниринг

–ис. 5. —тандартизаци€ нестандартных подшипников

¬о-вторых, изделие со всех сторон обвешано различными компонентами, вли€ющими своей массой и плечом креплени€ на динамические показатели системы и колебательные процессы, но в принципе не заслуживающие обсчЄта Ђпо гамбургскому счЄтуї Ц с построением детальной сетки и полным анализом их структуры. “акие компоненты в докомпьютерную эру учитывались как точечные массы, вис€щие на таком-то плече такой-то жЄсткости. » если компоненты их подвески просчитать на жЄсткость необходимо, то сами эти массы можно также выделить в не требующие расчЄтных ресурсов сущности специального типа.
SWR инжиниринг

–ис. 6. ¬иртуализаци€ лишнего

–езультат дл€ клиента Ц расчЄтное врем€ сократилось с ожидавшихс€ в исходной системе недель до реальных нескольких часов в пределах одного рабочего дн€, причЄм с использованием существенно более дешЄвого расчЄтного пакета. –азумеетс€, виновато не ѕќ как таковое, причина нашего успеха в решении данной задачи Ц как раз в инженерном подходе к разработке оптимальной методики решени€. »тог Ц предпри€тие может выполн€ть расчЄт даже в параметрической оптимизационной постановке, не говор€ уже о реально очень быстрой проверке вариантов конструктивных решений. ј проведЄнное на примере этой задачи специальное обучение инженеров позвол€ет тиражировать опыт и на другие разработки подобного назначени€.
SWR инжиниринг

–ис. 7. –езультаты: формы и значени€ частот собственных колебаний

ѕример є 3: быстрое создание типовой оснастки

–ечь пойдЄт о быстром создании пресс-форм. «аказчик Ц предпри€тие ЂЁї из города Ђ ї. ¬ рамках проведени€ в жизнь модного слова Ђимпортозамещениеї предпри€тию было поручено освоение выпуска электрических разъЄмов дл€ приборостроени€, причЄм освоить надо было весь диапазон таких изделий, потребл€емых оборонными и мирными, но аэрокосмическими предпри€ти€ми, и начать их выпуск надо было очень быстро.

 азалось бы, при чЄм тут какой-то инжиниринг, какие тут могут быть специальные разработки? ѕокупай готовый Ђкоробочныйї компоновщик пресс-форм и штампуй эти формы в любом количестве. ќднако такое решение в данных услови€х не было бы оптимальным. ¬се подобные компоновщики позвол€ют очень быстро слепить комплект плит и стандартного крепежа, но это лишь скелет пресс-формы, который надо обвесить Ђм€сомї: формообразующими вставками, системами литников, питателей, толкателей и охлаждени€, специальными клиновыми механизмамиЕ » эта работа классически сводитс€ в подобном специализированном, но Ђкоробочномї ѕќ к ручному труду по поиску подход€щих компонентов в библиотеках, их правильному размещению в сборке пресс-формы, созданию соответствующих вырезов в плитах и так далее. ƒа к тому же библиотеки эти часто требуют пополнени€ компонентами, стандартизированными в данной отрасли или даже на данном предпри€тии. «адача же предпри€ти€ была не клепать пресс-формы вообще, задача была ограничена типовыми конструкци€ми изделий, и это давало реальный шанс добитьс€ большего, нежели дают покупные компоновщики пресс-форм.

SWR инжиниринг

–ис. 8. Ёто надо выпускать, быстро и много

ƒетальна€ проработка ситуации инженером нашего департамента внедрени€ программных продуктов позволила не только достичь оптимального результата, но даже совсем отказатьс€ от закупки специализированного модул€ компоновки пресс-форм. ћы разработали методику решени€ всех задач полного цикла разработки и целевого издели€ (собственно электроразъЄма), и пресс-формы дл€ отливки его корпуса. ѕричЄм весь цикл работ выполн€етс€ с использованием только базовых функциональных возможностей примен€емой CAD-системы Ц плюс, разумеетс€, разработанна€ нами система библиотек конструктивных решений и стандартных компонентов, включающих все предлагаемые базовой CAD-системой средства автоматизации их применени€, а также методика организации всего процесса проектировани€ с использованием этой библиотеки.
SWR инжиниринг

–ис. 9. ÷икл разработки издели€ и оснастки

SWR инжиниринг

–ис. 10. ¬ыжима€ из CAD-системы всЄ: встроенный конфигуратор компонентов и сборок

–азработка всей методики проектировани€ велась на примере из реальной номенклатуры предпри€ти€ и в посто€нном тесном контакте с его, предпри€ти€, конструкторами изделий и оснастки. —озданна€ методика была проверена представител€ми заказчика с участием и под посто€нным надзором со стороны нашего специалиста Ц автора методики. ќтшлифованный опыт был незамедлительно передан всем конструкторам изделий и оснастки. ј чтобы никакие редко используемые нюансы не забылись и чтобы предпри€тие могло самосто€тельно вводить в строй новые кадры, методика была изложена в виде подробнейших руковод€щих технических материалов.
SWR инжиниринг

–ис. 11. –уковод€ща€ документаци€ на пам€ть

ѕример є 4: программирование обработки на станках с „ѕ”

ѕредпри€тие Ђ“ї в одноимЄнном городе выпускает довольно сложные высокоточные механизмы дл€ любителей охоты, и требовани€ к точности изготовлени€ деталей этих механизмов удовлетвор€ютс€ только применением высокоточных станков с „ѕ”. —танки, программисты и соответствующее ѕќ на предпри€тии есть, и они обеспечивают стабильную работу производства, но иногда бывают авралыЕ ¬ один из таких авралов, когда внезапный заказ потребовал быстрого выпуска крупной партии довольно старого издели€, выпускавшегос€ в Ђдо-„ѕ”шнуюї эпоху, и срок выпуска традиционно обозначалс€ как Ђвчера к обедуї, предпри€тие (наш давний прекрасный клиент, разумеетс€) обратилось к нам с вопросом, не сможем ли мы быстро превратить гору бумажных (ещЄ бумажных!) чертежей и техпроцессов в 3D-модели и программы дл€ станков. –азумеетс€, срочно. –азумеетс€, с учЄтом требований к точности исполнительных размеров (пресловутые допуски с как правило серединами их полей) и чистоте поверхности. », конечно, с максимальной оптимизацией времени обработки в услови€х имеющихс€ ограничений (станки Ц хорошие, новые; и инструмент Ц тот, что есть, ибо закупать или делать новый некогда).
SWR инжиниринг

–ис. 12. Ёто лишь часть привезЄнной нам технологической документации

√рех не помочь хорошим люд€м Ц мы выделили на выполнение заказа несколько технических специалистов, должност€ми от р€дового инженера до заместител€ директора. ѕроработка документации вы€вила, естественно, массу несогласованностей и между отдельными документами, и даже в пределах одного чертежа или техпроцесса. Ёто пон€тно и привычно: документацию выдали из архива, а по традиции Ђбумажногої проектировани€ единственный правильный экземпл€р, правленый шариковой ручкой, лежит в цеху и покинуть его не может в принципе.
SWR инжиниринг

–ис. 13. ћодель и об€зательно контрольный чертЄж

ƒалее Ц создание программ дл€ станков, фактически с нул€. ѕовтор€ть один в один техпроцесс, ориентированный на ручной труд, было бы глупостью, и наши технологи-программисты постарались выжать всЄ из своего опыта и из того, чему их учили в ¬”«ах или они сами волей и неволей научились в многолетнем общении с нашими клиентами. ¬ результате получились минималистские по времени исполнени€ программы изготовлени€ каждой детали. —оздав 3D-модели виртуальных станков, мы верифицировали эти программы, прогнав их от начала и до конца в режиме имитации работы станка.
SWR инжиниринг

–ис. 14. “екст каждой программы верифицирован

» вот основные итоги дл€ предпри€ти€. ќчевидный и главный в сиюминутном разрезе Ц есть готовые программы, и получены они существенно быстрее, чем это было бы сделано руками имеющихс€ на заводе программистов.  рупный дополнительный эффект Ц быстро разработаны виртуальные модели станков предпри€ти€ (эта работа и так планировалась, но в рамках данного инжинирингового проекта в разы ускорилась). Ќебольшой дополнительный бонус Ц пополнение технологической библиотеки CAM-системы готовыми отработанными стратеги€ми обработки типовых деталей предпри€ти€ и инструментом, в том числе и специальным. Ќаконец, были дополнительно оптимизированы некоторые бизнес-процессы цикла таких работ Ц перевода задела из реализуемой ручным трудом бумаги в полностью цифровой вид.

ѕример є 5: мечта всей жизни Ц больша€ красна€ кнопка

», наконец, пример реализации мечты каждого инженера и особенно руководител€: реализаци€ большой красной кнопки, однократное нажатие которой порождает полный комплект правильной документации на новое изделие, с автоматическим учЄтом задела и возможностей повторного применени€ ранее разработанных деталей и узлов. –еализовано нашими техническими службами на предпри€тии Ђјї в городе Ђѕї. ¬ыпускает предпри€тие, в частности, напичканные электроникой стойки управлени€ корабл€ми и судами, и стойки эти всегда имеют индивидуальную комплектацию.
SWR инжиниринг

–ис. 15. “аких стоек управлени€ разной комплектации надо делать много

¬ основу такого инжинирингового проекта мы положили технологии проектировани€ на основе баз знаний (оригинальное англо€зычное трЄхбуквенное обозначение Ц KBE, от Knowledge Based Engineering). —уть метода Ц создать некий проект-прототип, оформить на него всю необходимую  ƒ (в данном проекте пока ограничились разработкой только  ƒ; подключение автомата создани€ “ƒ и программ дл€ станков ещЄ впереди), добавить к нему описание правил создани€ вариантов издели€ в целом и его компонентов и придумать простой человеческий интерфейс дл€ ввода потребительских параметров, определ€ющих суть нового варианта стойки. ¬ реальности потребовались анализ и систематизаци€ большого объЄма наработок предпри€ти€ в части структур и правил проектировани€ таких стоек управлени€, а также вы€вление всех типовых проектных процедур дл€ максимальной их автоматизации.

¬есь алгоритм проектировани€ воплотилс€ в более чем две с половиной тыс€чи правил прин€ти€ решений, составленных совместно со специалистами предпри€ти€, и все эти правила мы заложили в систему. ƒл€ потребител€ Ц в данном случае простого конструктора предпри€ти€, здесь не шла речь об организации интернет-магазина пультов управлени€ кораблЄм (хот€ и такие возможности в системе есть) Ц был разработан web-интерфейс, позвол€ющий человеку выбирать целевые параметры издели€, вообще не дума€ о размерах и конструктивном исполнении самой стойки: человек указывает, к примеру, что в этой стойке должен быть такой-то прибор на таком-то уровне от пола и с таким-то способом установки, и система сразу даЄт конструктору визуальное представление о мен€ющейс€ комплектации стойки и оставшемс€ просторе дл€ творчества, и так далее.

SWR инжиниринг

–ис. 16. ¬ыбираем блоки дл€ установки

ѕо завершении выбора всей комплектации и необходимых параметров конструктор таки нажимает большую красную кнопку, и система самосто€тельно выполн€ет всю работу по созданию комплекта  ƒ на новое изделие. —оздаютс€ все необходимые модели и чертежи, причЄм даже чертежи практически не требуют доработки, ибо система позвол€ет настроить даже правила размещени€ на листах чертежа всех необходимых размеров и примечаний.
SWR инжиниринг

–ис. 17. ¬се модели будут созданы автоматом

SWR инжиниринг

–ис. 18.

ѕри этом система сама заботитс€ о том, чтобы максимально примен€ть ранее разработанные компоненты. “ак, создава€ каждую модель детали, система автоматически присваивает ей уникальный код, полностью отражающий конфигурацию и геометрию этой детали, и если в процессе создани€ новой модели предварительные вычислени€ (выполн€емые мгновенно) покажут, что код новой ещЄ не созданной детали уже есть в базе данных системы, то будет найдена и применена ранее спроектированна€ деталь, вообще без затрат времени на генерацию Ђновойї геометрии.
SWR инжиниринг

–ис. 19.  ажда€ деталь имеет свой уникальный код, описывающий еЄ геометрию

√лавный итог дл€ предпри€ти€ Ц создание полного комплекта моделей и  ƒ на новую стойку управлени€ занимает примерно два часа. Ёто примерно восемьсот ƒ—≈, то есть, за вычетом крепежа и с учЄтом повторного применени€ комплектующих, пор€дка 150-200 новых моделей и столько же чертежей. —колько времени ваши конструкторы будут выполн€ть подобный объЄм работы без применени€ такой автоматизации Ц решайте сами, но мы уверены, что счЄт пойдЄт на недели, даже не на дни. ќп€ть же, степень повторного использовани€ наработок и корректность такого использовани€ Ц максимальны, ибо отвечает за них не человек, который может что-то прозевать, а не знающий усталости и сомнений автомат. ј избавление человека от рутинных процедур дл€ решени€ творческих задач Ц бесценно.

Ќу и традиционно в заключение маленькие жалобы на недостаток места дл€ всей той радости от достигнутых успехов. –азумеетс€, есть и другие проекты, в области проектировани€ изделий и оснастки, в области автоматического создани€ весьма специфичной технологической документации, в области управлени€ данными на базе PDM-системы, есть даже разработка механизма полностью автоматического создани€ программ обработки деталей корпусной мебели вообще без использовани€ CAM-систем и проект полного оснащени€ информационной инфраструктурой нового стро€щегос€ предпри€ти€ от  Ѕ до систем управлени€ производством и мониторинга оборудовани€. ” нас богатый и успешный опыт работы с предпри€ти€ми разных отраслей промышленности, и мы с радостью поделимс€ им с вами.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора:   вопросу о французской отечественной системе CATIA
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2018 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.