Умные технологии для авиастроения. Повышение конкурентоспособности отечественных авиастроительных предприятий на примере совместных проектов компании «Солвер» и ОАО «ВАСО»

Радислав Бирбраер, Виталий Зубарев, Андрей Колмаков

Инженерно-консалтинговая компания «Солвер» (Solver) продолжает цикл статей по реализованным ею проектам автоматизации проектирования и производства на передовых отечественных машиностроительных предприятиях.

По степени вовлеченности того или иного государства в авиационную и космическую деятельность можно судить не только об уровне его социально­экономического развития, но и о его весе и положении на международной арене. Таким образом, авиакосмическая промышленность является подобием лакмусовой бумажки, отражающей общее состояние промышленности и экономики страны.

Несмотря на то что за последние два десятилетия потенциал России в области технологий авиа­ и ракетостроения в силу известных причин существенно ослаб, она продолжает занимать лидирующие позиции. Однако ситуация такова, что при недостаточных усилиях, направленных на развитие отечественных предприятий этой отрасли, Россия может оказаться на задворках мировой авиакосмической индустрии. Сейчас российское правительство уделяет большое внимание восстановлению утраченного потенциала. Среди многих и важных задач, которые необходимо решать в этом направлении, — модернизация производства предприятий авиакосмического комплекса.

Инженерно­консалтинговая компания «Солвер» давно и результативно сотрудничает с различными отечественными авиастроительными предприятиями. С 2000 года компанией выполнен целый ряд проектов внедрения современных технологий по подготовке и механическому производству деталей для авиационной и космической техники. Заказчиками компании являются такие известные предприятия отрасли, как ОАО «РСК «МиГ», ЗАО «ЗЭиМ» РКК «Энергия» им. С.П. Королева, ФГУП ГКНПЦ им. Хруничева — филиал Воронежский механический завод, ОАО «Смоленский авиационный завод», ОАО «АНПП «Темп Авиа», ЗАО «Авиастар­СП», ОАО «Казанский вертолетный завод», ОАО ФГУП ПО «Стрела», ОАО «ВАСО», и др.

Эти детали самолета Ан-148 производства «ВАСО» подготовлены к производству и изготовлены специалистами компании «Солвер»

Сотрудничество «Солвер» и «ВАСО» успешно развивается с 2007 года. За это время консалтинговая компания выполнила для авиастроительного предприятия ряд крупных проектов. Одним из последних был проект по внедрению в производство 11 деталей механического производства для регионального самолета Ан­148. По этим деталям из алюминия и титана специалистами компании были разработаны технологии и управляющие программы, проведено внедрение деталей на пятикоординатных обрабатывающих центрах с оформлением всех необходимых заводских документов и сдачей в ОТК. Кроме того, в рамках проекта инженерными консультантами была разработана и передана предприятию нормативная база по внедренному производственному процессу.

Проектирование и подготовка производства композитных деталей для Ан-148 были осуществлены с помощью ПО Fiber Sim

Нормативная база «Солвер» разрабатывается ее специалистами для внедряемых производственных процессов и является неотъемлемой частью всех последних проектов компании. Она представляет собой систему взаимосвязанных документов, состоящую из электронных моделей внедряемых деталей, подробного описания бизнес­процессов подготовки их производства и изготовления на станках, нормативов выполнения всех этих работ, свода инструкций по используемому программному обеспечению и технологическому оборудованию, а также других документов. Таким образом, в нормативной базе собрана воедино и систематизирована исчерпывающая информация, необходимая для конструкторско­технологической подготовки и устойчивого производства внедряемых деталей. Наличие нормативной базы гарантирует достижение бизнес­результата, заявленного компанией «Солвер» на этапе проработки проекта внедрения. Для предприятия нормативная база является эффективным инструментом для освоения нового производственного процесса на этапе его внедрения, а после завершения внедрения — средством для контроля и управления процессом с целью поддержания его стабильности, а также для обучения и аттестации специалистов. Имея на руках нормативную базу по новому производственному процессу, руководство предприятия обретает полную уверенность в том, что достигнутый бизнес­результат будет сохраняться после завершения проекта внедрения.

Данные по композитным деталям, подготовленные в Fiber Sim, использовались при автоматизированном раскрое препрегов, а также для проекционного лазера во время их ручной выкладки

Нормативная база является инновационным продуктом, который отличает инженерно­консалтинговую компанию «Солвер» от различных внедренческих, инжиниринговых фирм и поставщиков оборудования.

2010 год стал для компании «Солвер» ключевым в плане расширения компетенций в области инновационных технологий для авиастроения. «Солвер» заключила ряд соглашений с ведущими мировыми разработчиками технологий, программного обеспечения (ПО) для проектирования и подготовки производства деталей из композитных материалов, производителями оборудования для их изготовления и обработки, а также в области автоматизированной клепки и перемешивающей сварки трением. Это американские компании MAG, Vistagy, Gemcor и MTS. Первым проектом не только для компании «Солвер», но и для всей России в области внедрения автоматизированного производства изделий из композитных материалов стал проект, реализуемый в «ВАСО» в настоящее время.

Готовые детали из композитов после термостатирования в автоклаве

Работать с композитными материалами воронежским авиастроителям не впервой, но до последнего времени на предприятии использовалась в основном ручная выкладка деталей из композитов, а серийность выпускаемой продукции не требовала глубокой автоматизации процессов. Сегодня, когда предприятие участвует в проектах, в которых ставятся задачи не штучного, а серийного производства воздушных судов, ему никак не обойтись без современных средств проектирования и подготовки производства, а также без эффективного высокоавтоматизированного оборудования для работы с композитами. С этой целью в рамках сотрудничества с «ВАСО» компания «Солвер» приобрела в конце лета 2010 года автоматизированные рабочие места на базе ПО Fiber Sim фирмы Vistagy через ее официального дистрибьютора в России — ЗАО «Инновационные технологии и решения», которое провело обучение специалистов «Солвер» основам проектирования изделий из композитных материалов. Компания «Инновационные технологии и решения» имеет богатый опыт успешного внедрения комплексных решений на основе систем проектирования и оборудования для производства изделий из композитных материалов, для холодного и горячего металлоформирования, а также для систем неразрушающего контроля.

Станок для автоматизированной намотки-выкладки углестеклонаполнителей Viper 1200 FPS фирмы MAG Cincinnati

В октябре совместно со специалистами предприятия компанией «Солвер» были начаты работы по подготовке производства композитных деталей для Ан­148 с помощью программного продукта Fiber Sim. На данный момент освоено решение таких задач, как:

• определение методологии выкладки;
• деление деталей на слои;
• деление слоя на элементы в зависимости от ширины материала и схемы выкладки;
• проверка возможности выкладки, оценка возможности образования складок в выложенном слое и методы их устранения;
• выкладка необходимых элементов усилений;
• формирование контуров плоских разверток;
• подготовка данных для раскройной машины;
• подготовка данных для проекционных лазеров с учетом реперных точек;
• генерация альбома слоев.

На конец ноября 2010 года специалистами «Солвер» с помощью ПО Fiber Sim были подготовлены данные по 18 деталям из композитов. По десяти деталям произведен автоматический раскрой препрега*. Восемь деталей выложены на оснастке с использованием проекционного лазера. Четыре детали прошли процедуру термостатирования в автоклаве. Благодаря данным, подготовленным в Fiber Sim, и применению специализированного ПО удалось минимум на четверть сократить расход материала. При этом производительность ручной выкладки увеличилась вдвое за счет использования точно вырезанных на станке выкроек и проецирующего лазера, также точно указывающего границы выкладки. Таким образом, уже на нынешнем этапе в «ВАСО» достигнуто значительное увеличение производительности производства деталей из композитов методом ручной выкладки.

Следующий этап развития инновационного производства изделий из композитов в ОАО «ВАСО» — это внедрение станка для автоматизированной намотки­выкладки углестеклонаполнителей Viper 1200 FPS фирмы MAG Cincinnati. Договор на поставку и внедрение этого оборудования был заключен с компанией «Солвер» по результатам конкурса, проведенного ОАО «ОАК» в декабре 2009 года. Новое оборудование позволит изготавливать композитные детали длиной до 8 м и диаметром до 3 м. Окончание работ запланировано на декабрь 2011 года. В качестве объекта внедрения выбрана сложная деталь из композитных материалов с сотовым заполнителем «Створка мотогондолы».

Переход на автоматизированное производство деталей из композитных материалов для современных летательных аппаратов российского производства позволит повысить их конкурентоспособность на мировом рынке.

САПР и графика 1`2011