3D-моделирование, технология цифровых прототипов и программные комплексы Autodesk: опыт внедрения AutoCAD Inventor Suite в ОАО «Уралхиммаш»
Исторически сложилось так, что на многих машиностроительных предприятиях России давно и вполне успешно применяется AutoCAD. Однако пришла пора критически отнестись к привычным стереотипам. При всем уникальном потенциале флагманского продукта Autodesk специализированные задачи лучше всё же решать посредством предназначенных для этого инструментов. В современных условиях это приобретает особую значимость, поскольку иначе не добиться настоящего успеха и не получить столь необходимых конкурентных преимуществ.
Александр Соколов — ведущий специалист по направлению «Машиностроение» компании «АйДиТи», ведущий специалист внедрения программного обеспечения компании «АйДиТи», авторизованный инструктор Autodesk. Принимал участие в разработке стандартов предприятий (СТП) по работе в САПР и проектах комплексного внедрения программного обеспечения у целого ряда заказчиков в различных городах России
И конечно же, Autodesk предоставляет конструкторам мощнейшее средство для того, чтобы стать лучшими в своей отрасли. Это средство называется «Технология цифровых прототипов» и основано на поистине уникальных возможностях Autodesk Inventor. О том, как правильно и полноценно использовать его функционал, и пойдет речь в настоящей публикации.
Завод «Уралхиммаш» был создан в августе 1941 года, а в октябре уже были изготовлены первые аппараты для Уральского алюминиевого завода. В первые годы, помимо гражданской продукции, завод выпускал военную — полевые минометы и корпуса авиационных бомб. Сегодня «Уралхиммаш» — один из крупнейших заводов химического машиностроения в России. Завод изготавливает оборудование для предприятий нефтехимической, химической, нефте и газоперерабатывающей отраслей промышленности, предприятий черной и цветной металлургии, традиционной и атомной энергетики, для строительной индустрии. |
Имея достаточный опыт внедрения различного программного обеспечения Autodesk, специалисты компании «АйДиТи» с готовностью берутся за проекты внедрения ПО любой степени сложности и масштаба. Понятно, что речь идет о реализации всех этапов, начиная от обследования предприятия и заканчивая выполнением пилотного проекта с выдачей всей конструкторской документации по нему.
Один из таких крупнейших проектов внедрения программного обеспечения был выполнен в 2011 году на ОАО «Уралхиммаш» (г.Екатеринбург).
Масштаб предприятия, его динамичное развитие и стоящие перед ним задачи по интенсификации производства ставят перед руководством вопрос о повышении производительности труда и сокращении затрат. Одной из весомых составляющих в решении этой задачи является ускорение выпуска конструкторской документации с минимизацией ошибок в проектах.
Для создания и выпуска конструкторской документации ОАО «Уралхиммаш», как и многие предприятия машиностроительной отрасли, использует AutoCAD. Практика конструкторских работ естественным образом показала, что у двумерного проектирования есть несколько основных недостатков:
- по чертежу часто бывает трудно представить как выглядит изделие в пространстве;
- в случае обнаружения ошибки в проекте для корректировки чертежа требуется очень много времени;
- не исключены и такие ошибки, которые визуальным контролем чертежа отследить невозможно;
- данные плоского чертежа затруднительно передать на станок с ЧПУ для изготовления детали;
- нельзя выполнить расчет изделия методом конечных элементов, не создав предварительно трехмерную модель по плоскому чертежу.
Оптимальный и единственно верный выбор нужного решения САПР способны подсказать только профессионалы. Совместное обсуждение проблемы сотрудниками и руководством ОАО «Уралхиммаш» и специалистами «АйДиТи» привело к принятию решения о переходе на единую платформу проектирования. После анализа различных предложений выбор был остановлен на продукте AutoCAD Inventor Suite.
AutoCAD Inventor — это семейство продуктов для промышленного 3Dпроектирования, включающее все необходимые средства двух и трехмерного моделирования изделий и инструментальной оснастки. Продукты оснащены широким спектром инструментов инженерного анализа цифровых прототипов и генерации полного комплекта конструкторской документации. AutoCAD Inventor Suite — это комплекс решений для промышленного проектирования, включающий все необходимые средства двух и трехмерного моделирования изделий, а также управления документооборотом. Технология цифровых прототипов дает конструкторам возможность исследовать поведение изделий практически без изготовления реального дорогостоящего опытного образца, поскольку все испытания и тесты выполняются в виртуальном режиме. Всё это позволяет уменьшить затраты на проектирование и производство изделия. |
AutoCAD Inventor Suite позволяет конструктору осуществлять проектирование трехмерных моделей с формированием двумерных чертежей по требованиям ЕСКД. Основные требования, которые были предъявлены к ПО, — это возможность сквозного проектирования изделия в рамках проекта — от создания трехмерной модели до выпуска конструкторской документации и получения спецификаций, а также сокращение количества ошибок при разработке проекта, своевременное их устранение до запуска изделия в производство.
Реализация проекта внедрения ПО Autodesk в ЗАО «Уралхиммаш» проходила поэтапно:
- Обследование предприятия.
- Поставка программного обеспечения.
- Установка и общая настройка AutoCAD Inventor Suite.
- Настройка компьютеров и периферийных устройств.
- Организация структуры проекта.
- Обучение пилотной группы по работе в программе.
- Проведение пилотного проекта.
- Разработка стандарта предприятия.
В качестве пилотного был выбран проект «Реактор Р101» (рис. 1). Задача состояла в том, чтобы максимально подробно разработать трехмерную модель изделия, а затем получить всю необходимую конструкторскую документацию. Была также поставлена задача минимизировать возможность появления ошибок, которые возникают при двумерном проектировании.
Рис. 1. Трехмерная модель «Реактора Р-101»
3Dманипуляторы 3Dconnexion используются для работы в 2D и 3Dприложениях наряду с обычной мышью. Одной рукой можно панорамировать, масштабировать и вращать 3Dобъекты, а другой осуществлять редактирование и выбор команд. Устройства, имеющие джойстик с шестью степенями свободы, интуитивно понятны и обеспечивают комфортную и быструю работу. Вы как будто держите 3Dмодель в руке.
В результате применения 3Dманипулятора:
3Dманипуляторы 3Dconnexion всегда можно заказать в компании «АйДиТи». |
В целом переход на трехмерное моделирование в AutoCAD Inventor должен был дать предприятию ряд преимуществ, таких как внедрение современных технологий проектирования, сокращение количества ошибок в проектах и времени их разработки, ускорение выпуска конструкторской документации. Кстати, при работе в 3D существенную помощь оказывают специально предназначенные для этого манипуляторы.
Еще одним немаловажным моментом перехода на трехмерное моделирование стала необходимость использования конструкторских данных при технологической подготовке производства для ускорения выпуска изделия. Хотелось бы отметить, что Autodesk Inventor поддерживает возможность распараллелить процессы проектирования и изготовления разрабатываемой продукции, таким образом можно начать выпуск продукции, параллельно ведя работу над моделью и чертежами.
Безусловно, для адекватной работы в новом программном продукте необходимо было пройти ряд курсов обучения, после чего большинству участников пилотного проекта не составило большого труда приступить к работе в программе. Началось создание трехмерной модели изделия силами пилотной группы.
Конечно, на начальном этапе работы не обошлось без некоторых сложностей, связанных с переходом на новый вид проектирования. Но по мере создания модели трудностей становилось всё меньше и меньше. На этом этапе основной задачей специалистов «АйДиТи» являлось оперативное разрешение возникающих вопросов конструкторов и специалистов ОИТ. Как результат — трехмерная модель изделия была разработана в кратчайшие сроки (рис. 2).
Рис. 2. Разрез по опоре «Реактора Р-101»
В процессе разработки трехмерной модели был отработан механизм коллективной работы над проектом и отмечена дальнейшая возможность перехода на работу с PDM/PLM/ERPсистемой предприятия.
Autodesk, Inc. — мировой лидер в области решений для 3Dдизайна, проектирования и создания виртуальной реальности. Все компании из списка Fortune 100 применяют инструменты Autodesk, чтобы проектировать, моделировать и визуализировать свои идеи для экономии времени и денег, улучшения качества продукции и скорейшего внедрения инноваций. Начиная с выпуска AutoCAD в 1982 году компания разработала широчайший спектр инновационных программ, позволяющих инженерам, архитекторам и конструкторам испытывать свои идеи еще до их реализации. |
Проект внедрения предусматривал переход на трехмерное проектирование только части пользователей, которые и были задействованы в пилотном проекте. Поэтому параллельно велись работы по внедрению AutoCAD Mechanical на рабочих местах остальных специалистов. Поскольку AutoCAD, AutoCAD Mechanical и Autodesk Inventor относятся к единой линейке, обмен данными между ними максимально прост. Стоит заметить, что переход на трехмерное проектирование специалистов, работающих в AutoCAD, также не вызывает затруднений. В будущем вся конструкторская служба предприятия будет переведена на трехмерное проектирование (рис. 3).
Рис. 3. Штуцер
Следующим этапом после создания трехмерной модели стал выпуск конструкторской документации. AutoCAD Inventor позволяет быстро получать всю необходимую конструкторскую документацию по трехмерной модели. Следует отметить, что модель, разработанная в Autodesk Inventor, имеет степень детализации, достаточную для выпуска рабочей документации, при этом чертежи сохраняют ассоциативную связь с моделью. Но в процессе ее создания специалистами службы нормоконтроля ЗАО «Уралхиммаш» были высказаны замечания по оформлению чертежей по стандарту ЕСКД в среде AutoCAD Inventor. Программистами компании «АйДиТи» был разработан модуль, названный «ЕСКД корректор» и предназначенный для исправления части высказанных замечаний. Модуль был протестирован специалистами ЗАО «Уралхиммаш» и принят в работу (рис. 4).
Рис. 4. Панель ленты ЕСКД
Компания «АйДиТи» — один из ведущих отечественных поставщиков лицензионного программного и аппаратного обеспечения, системный интегратор в области САПР и ГИС по всем отраслевым направлениям. «АйДиТи» ведет свою деятельность по всей территории России, имея офисы в Москве, СанктПетербурге, Екатеринбурге, Красноярске, РостовенаДону и Ставрополе. Компания обладает высшими партнерскими статусами крупнейших мировых разработчиков, таких как Autodesk, Microsoft, Adobe, Corel, и сотрудничает со всеми ведущими производителями программного и аппаратного обеспечения. Система менеджмента качества «АйДиТи» сертифицирована и соответствует ГОСТ Р ИСО 90012008. Заказчики «АйДиТи» — это тысячи государственных и коммерческих организаций, а также частных пользователей, работающих в различных отраслях. Компания «АйДиТи» осуществляет:
|
В результате была создана полноценная трехмерная модель изделия, разработан и выпущен полный комплект конструкторской документации по пилотному проекту (рис. 5).
Рис. 5. Чертеж, разработанный в AutoCAD Inventor
Конечным этапом внедрения стала разработка стандарта организации (СТО), в котором четко закреплены правила работы с программным обеспечением, принципы взаимодействия между исполнителями, описаны основные настройки, сформулированы основные принципы коллективной работы. Кроме того, в будущем этот документ поможет новым пользователям ознакомиться с навыками работы в программе, а опытным специалистам — освежить свои знания.
В заключение приведем ряд отзывов специалистов ЗАО «Уралхиммаш». Они в полной мере свидетельствуют как о преимуществах 3Dмоделирования и технологии цифровых прототипов, так и о том, что истинный потенциал и вся мощь функционала программных комплексов Autodesk могут раскрыться только при грамотном полноценном внедрении.
Подведем итоги внедрения AutoCAD Inventor Suite в ЗАО «Уралхиммаш» как с точки зрения пользователей, так и с позиции руководства компании.
Как и планировалось в начале проекта, специалисты ЗАО «Уралхиммаш» получили возможность на практике испытать все преимущества работы в AutoCAD Inventor:
- существенное сокращение сроков выполнения чертежей;
- наглядность при работе с 3Dмоделью;
- коллективная работа над проектом;
- оперативное формирование спецификаций;
- возможность уменьшения или полного исключения ошибок.
Внедрение AutoCAD Inventor Suite, выполненное компанией «АйДиТи», позволило руководству ЗАО «Уралхиммаш» по достоинству оценить полученную выгоду:
- существенно сократились сроки выполнения проектов;
- значительно улучшилось качество работ;
- уменьшились затраты на конструкторские работы;
- повысилась окупаемость инвестиций в программное обеспечение.
