Проектирование сложного оборудования на 128% быстрее: как НПО «Аконит» применяет в своей работе программное обеспечение Autodesk

НПО «Аконит» – поставщик конвейерного оборудования для предприятий горнодобывающей, металлургической, строительной и химической отраслей. Одним из важнейших принципов компании является комплексность – НПО «Аконит» берет на себя полный цикл работ: от составления ТЗ до введения техники в эксплуатацию. Как правило, оборудование заказывается на стадии проектирования склада или производства, поэтому значительную часть проектов компании составляет индивидуальная разработка в сотрудничестве с заказчиками. Одним из таких уникальных проектов стало изготовление полупортальных реклаймеров для производителя минеральных удобрений.

Реклаймер является частью накопительного склада и представляет собой оригинальную конструкцию со скребковой стрелой, которая забирает материал и с заданной производительностью подаёт его на ленту для дальнейшей транспортировки на производство. Реклаймеры широко используются на предприятиях цементной, угольной, химической промышленности и служат для расформирования штабелей с многокомпонентными минеральными удобрениями, калийной солью, серой, углём, рудой, известью и прочими сухими смесями. При обилии плюсов у реклаймеров был только один недостаток – до недавнего времени никто не проектировал и не производил такое оборудование в России.

Начало работы

Уже на этапе старта проекта было принято решение, что НПО «Аконит» воспользуется помощью европейских коллег – инжиниринговой компании, которая более 30 лет занимается проектированием и разработкой сложных технологических машин и оборудования. Совместная работа с опытными коллегами позволила минимизировать риски неудачи и гарантировать клиенту НПО «Аконит», что в результате длительного проекта он получит качественное работающее оборудование.

Правильность выбора подрядчика подкреплялась и тем фактом, что для проектирования сложного технологического оборудования европейские инженеры тоже используют продукты Autodesk: Inventor и Vault. Такая связка решений позволила осуществлять разработку новых реклаймеров в тесном непрерывном сотрудничестве двух команд. Но обо всем по порядку.

Организация общей среды

Для начала нужно было соблюсти несколько важных условий: проектирование должно быть прозрачным, осуществляться совместно и учитывать комплектующие, которые НПО «Аконит» использует в своем производстве или может легко закупить в России. Всё это стало возможным благодаря системе управления проектами и инженерными данными Autodesk Vault, которая позволяет работать вместе распределенным командам, даже если они находятся в разных странах.

Российская команда создала новый проект в своей системе, что обеспечило хранение всех моделей, чертежей и других связанных документов на серверах НПО «Аконит». После чего осталось только пригласить в проект европейских коллег, назначить роли и права доступа. Autodesk Vault не только создал общую среду для хранения, удобного просмотра и согласования 3D-моделей, но и предоставил проектировщикам доступ к базе данных комплектующих и материалов, которые используются на всех четырех производственных площадках НПО «Аконит». Это сделало проектирование более контролируемым, а расчёты конструкций – реклаймера – прогнозируемыми и реальными.

«Благодаря высокому уровню автоматизации Vault у НПО «Аконит» и европейской инжиниринговой компании, нам удалось запустить проект всего за неделю. Учитывая то, что мы находимся в разных странах и все сотрудники работали удаленно из-за пандемии, скорость и профессионализм моих коллег действительно впечатляет».

— Олег Чистотин, руководитель направления реклаймеры АО НПО «Аконит»

Проектирование

Отправной точкой для проектирования реклаймера стали чертежи склада, которые специалисты НПО «Аконит» загрузили в Autodesk Vault. Перед европейской инжиниринговой компанией стояла задача создать модель, которая идеально впишется в рабочее пространство с учетом всех металлоконструкций и дополнительного оборудования. Проектирование осуществлялось с проведением еженедельных виртуальных встреч двух команд, на которых обсуждались концептуальные и технические вопросы. Помимо прочего, подрядчик учитывал принятые в России стандарты. К ним, например, относились требования к лестничным проходам, подъемам, рельсам и колесам, настилам, креплениям, подъёмным механизмам и условиям безопасности. На создание с нуля 3D-моделей по этому проекту ушло всего 3 месяца.

«У НПО “Аконит” был опыт производства оборудования для иностранных компаний по их моделям и чертежам. В таких случаях приходилось адаптировать документацию заказчика под наши заводы, отечественный рынок металлопроката и других материалов, что приводило к колоссальной потере времени. В этот раз европейские коллеги использовали наши библиотеки материалов, и мы сразу получили готовую к производству документацию».

— Олег Чистотин, руководитель направления реклаймеры АО НПО «Аконит»

Испытания

После того как 3D-модель реклаймера была готова, необходимо было проверить её, чтобы убедиться в надежности конструкции и правильном функционировании изделия в будущем. Несмотря на то что специалисты НПО «Аконит» имеют большой опыт в проведении виртуальных испытаний проектируемого оборудования, эта задача выполнялась австрийской компанией, специализирующейся на инженерном анализе и расчетах. Как и в случае с выбором подрядчика для проектирования, это было сделано для того, чтобы исключить любые риски для заказчика оборудования.

Расчеты на прочность проводились в системе Autodesk Inventor Nastran, которая полностью соответствует российским стандартам ГОСТ и СНИП. В ходе проекта было проведено несколько итераций. После каждого расчета Inventor Nastran «подсказывал», где и как необходимо изменить конструкцию, и инженеры НПО «Аконит» совместно с европейскими коллегами вносили нужные корректировки. Как только модель была изменена, она отправлялась на повторный расчет. И только после получения результатов, устроивших всех участников команды, проектирование было завершено, а модель передали для подготовки 2D-чертежей.

Визуализация

Модели спроектированы, но нужно было убедиться, что они идеально впишутся в пространство склада, коррелируют с другим оборудованием, спроектированным НПО Аконит, и строительными конструкциями. Проверка на коллизии – важнейший этап, позволяющий предотвратить дорогостоящие ошибки до того, как начнется производство и монтаж оборудования.

Для объединения моделей склада и реклаймеров было выбрано решение Autodesk Navisworks. С его помощью удалось исключить столкновение оборудования с возможными препятствиями и смоделировать работу реклаймеров в автоматическом режиме. Анимация показала, как необходимо разгребать штабель, чтобы при осыпании он не заваливал стрелу, где следует установить датчики и т. д. Но и это ещё не всё.

Скрупулезное отношение к проекту подтолкнуло команду НПО «Аконит» к еще более подробным расчетам. Чтобы понять, как материал будет ссыпаться с реклаймера, они провели математическое моделирование текучести частиц. Это позволило окончательно подтвердить заданную производительность машины, убедиться, что узел разгрузки не будет забиваться, и исключить просыпание материала во всех положениях стрелы реклаймера.

Использование готовых наработок

Выбор Autodesk Inventor неслучаен для НПО «Аконит». Компания уже несколько лет проектирует свою продукцию именно в этой САПР. Одним из важнейших плюсов Inventor является возможность создания параметрических связей для проектируемой модели. Параметризация позволяет использовать в новых проектах ранее спроектированные модели оборудования. Достаточно задать другие размеры, чтобы Inventor сам перестроил модель и всю проектную документацию. Это позволяет экономить месяцы труда, а значит, и деньги компании.

Возможности параметризации были использованы и в проекте с реклаймерами. По чертежам заказчика две машины должны быть установлены на складе друг напротив друга. Благодаря Autodesk Inventor понадобилось спроектировать с нуля только один реклаймер. После чего он был просто отзеркален. В результате вместо трех месяцев, которые ушли на создание первой модели, проектирование её близнеца заняло не более двух недель вместе с прочностными расчетами.

Отличные результаты

Автоматизация, системность и порядок – три вещи, неизменно влияющие на сроки и качество. И проект НПО «Аконит» только подтверждает это. Ключом к успеху всегда является правильное сочетание инженерных навыков и опыта с используемыми программными инструментами. Ведь благодаря системе Autodesk Vault получилось не только быстро предоставить доступ к необходимым данным всем участникам большого проекта, но и организовать правильную и структурированную совместную работу, которая была удобной не только для инженеров, но и для бизнес-заказчиков. Это позволило минимизировать количество ошибок, упростить процессы согласования и значительно ускорить разработку. А использование опытными командами Autodesk Inventor и технологии глубокой параметризации сократило время на проектирование двух сложных машин с 8 до 3,5 месяцев.

Итоги впечатляют. Заказчик раньше оговоренных сроков получит оборудование, полностью соответствующее всем требованиям, и гарантии, подтвержденные виртуальными испытаниями. А НПО «Аконит» стал первым российским производителем реклаймеров и теперь готов предоставить своим клиентам комплексные решения складов, включающие стакеры, реклаймеры и конвейерное оборудование.