Ускоренное проектирование сельскохозяйственного оборудования на базе решений от Siemens PLM

1. Динамично развивающийся сектор

Инструменты моделирования листовых тел и высокопроизводительные инструменты работы с модульными сборками в Solid Edge помогают компании Theebotech (Южная Африка) существенно сократить сроки конструкторской разработки.

Кроме того, единая среда управления проектированием позволяет каждому сотруднику компании Theebotech выявлять последствия предлагаемых изменений, а также представляет доступ к соответствующей технической информации. Все это позволяет успешно конкурировать с более крупными производителями, затрачивая при этом меньшее количество ресурсов.

По мере совершенствования машин возрастает их сложность. Появление более мощных процессоров, систем управления и Интернета вещей делает оборудование все более автономным. Наступило время беспилотных комбайнов, которые самостоятельно перемещаются, проверяют качество зерна и передают информацию об урожайности в централизованную систему. Если задуматься о том, что необходимо для технической реализации такого замысла — от заменяющих механизатора приводов до систем спутниковой навигации, сложнейшего программного обеспечения и мехатронных узлов — легко понять, почему разработка изделий становится все более сложной, требует все больше знаний и опыта, а также привлечения огромного числа партнеров. Нормативные требования еще больше усложняют ситуацию: ограничения вредных выбросов становятся все более жесткими и различаются в каждой стране, а для достижения требуемых показателей топливной экономичности нужны огромные инвестиции.

Проектирование и изготовление машин становится все более трудным делом, поэтому логично было бы ожидать роста бюджетов и удлинения циклов разработки. Но на деле я наблюдаю обратный процесс. Появление новых производителей дешевой техники в развивающихся странах приводит к падению норм прибыли (а сырье при этом все дорожает), а при наличии примерно 15 тысяч предприятий по выпуску сельхозтехники во всем мире конкуренция только возрастает. Кроме того, когда заказчик принимает решение о покупке новой машины, он хочет получить ее как можно быстрее.

Все это приводит к необходимости поиска новых, интеллектуальных подходов к управлению растущей сложности, созданию конструкций, позволяющих быстро выпускать изделия в различных исполнениях, координации работ большого количества групп исполнителей, иногда работающих даже на разных континентах, и общему повышению производительности.

2. Удобная среда для реализации проектов

2.1. Визуализация

2.2. Задачи управления

• Контроль соблюдения требований заказчиков. Наличие единой централизованной платформы для хранения и редакции требований заказчика, доступной всем участникам проекта, гарантирует, что готовое изделие будет отвечать этим требованиям. Кроме того, учитываются и другие нормативные параметры, которые разработчики должны соблюдать на этапе проектирования. Например, к ним относятся нормативы по утилизации изделия. Это не только гарантирует соблюдение таких нормативных требований (и позволяет избежать штрафов за нарушение законодательства), но и обеспечивает экономию существенных сумм благодаря тому, что расходы на утилизацию заранее учтены.
• Оптимизация конструкции. Специальные программные средства служат для хранения, каталогизации и оптимизации проектных решений, разработанных сторонними поставщиками. Они помогают разработчикам выбирать наиболее подходящие узлы (по минимальной цене) и гарантируют собираемость (например, для каждой детали указываются ее габариты), а в конечном итоге — соответствие готового изделия требованиям заказчика.
• Быстрое создание опытных образцов. Применение 3D-визуализации при создании виртуальных опытных образцов — один из самых эффективных способов быстрого выполнения проектов. Для этого в системе предусмотрены такие специальные функции, как выявление пересечений деталей и численное моделирование (для оценки изделия в статике и динамике, контроля кинематики и усталостных напряжений). Данные функции, а также расчеты методом конечных элементов точно воспроизводят поведение реального изделия. Уже на этапе проектирования устраняются такие ошибки, как столкновение деталей. Если же ошибки выявляются только на этапе изготовления, это приводит к серьезным расходам и задержкам. Не менее важным является разработка технологической документации и документов по управлению качеством, а также ведение отчетности. Рабочие чертежи генерируются по 3D моделям: достаточно перетащить модель на поле чертежа. На основе чертежей готового изделия создаются трехмерные пошаговые инструкции по сборке. Их можно просматривать в обратной последовательности, масштабировать, строить сечения. Такие инструкции отлично помогают рабочим в цехе и ремонтному персоналу на объектах. Более того, существуют инструменты для автоматического создания 3D-моделей на основе имеющихся 2D-чертежей, что позволяет использовать ранее разработанные проектные решения.
• Оптимизация рабочего времени инженеров. Ориентированные на конкретные процессы инструменты проектирования повышают эффективность труда инженеров и сокращают сроки разработки — например, при создании шасси. Конструктору достаточно провести осевую линию, а система рассчитает все сварные швы, фаски и вырезы. Одновременно в бумажном или электронном виде создаются программы для ЧПУ или технологические инструкции по изготовлению деталей нужного размера. Такой подход существенно экономит время и усилия в ходе конструкторско-технологической подготовки производства.

Шведская компания DeLaval значительно повысила эффективность инженерного труда и скорость проведения изменений благодаря использованию инструментов моделирования деталей, листовых тел и сборок, имеющихся в системе Solid Edge.

Кроме того, компания применяет инструменты визуализации системы Teamcenter для создания инструкций по техническому обслуживанию и построению разверток в полном соответствии со строгими требованиями сертификации по стандартам ISO.

2.3. Производство

Американская компания Miller St. Nazianz применяет Solid Edge для 3D-моделирования деталей и сборок, что позволяет повысить эффективность создания новых изделий.

Встроенные в Solid Edge средства управления проектными данными обеспечивают быстрый доступ к информации и минимизируют число производственных ошибок благодаря полной интеграции всех этапов жизненного цикла — конструкторского проектирования, изготовления, обслуживания и заказа запасных частей.

3. Быстрое проектирование