7 - 2013

Проектирование экологически безопасных изделий

Эдвард Марфа (Eduard Marfà)

Введение

Разработчики машиностроительных изделий уже несколько лет стремятся существенно повысить экологичность продукции и придать этому направлению устойчивое развитие. Все начиналось с достаточно простых процессов обеспечения соответствия нормативным требованиям и правилам безопасности, а теперь речь идет о материалах, применяемых в изделии, и о появлении новой инициативы: проектирования с учетом требований экологичности. Во всем мире вступили в силу такие нормативные акты, как технический регламент ЕС «Порядок государственной регистрации, экспертизы и лицензирования химических веществ» (REACH), «Правила ограничения содержания вредных веществ» (RoHS) и «Правила утилизации отходов электрического и электронного оборудования» (WEEE). Производители обязаны исполнять их во избежание штрафов или еще более серьезных наказаний, в том числе — потери возможности конкурировать на ключевых рынках.

Эдвард Марфа (Eduard Marfa), директор по маркетингу продукта Teamcenter в странах Европы, Ближнего Востока и Африки, Siemens PLM Software

Эдвард Марфа (Eduard Marfà), директор по маркетингу продукта Teamcenter в странах Европы, Ближнего Востока и Африки, Siemens PLM Software

Поэтому машиностроители пересматривают конструкции изделий на соответствие все более сложным и многочисленным требованиям законодательства. Предприятия переходят к работе с новыми, экологически безопасными материалами, заменяя ими материалы, применяемые в настоящее время.

С этой целью они ищут пути повышения информированности о свойствах используемых в изделиях материалов, оптимизации методов сбора данных по цепочке поставщиков и получения более целостной и объективной картины влияния выбранных конструкторами материалов на весь жизненный цикл изделия.

Сохранение окружающей среды и прибыли предприятия

Вопросы вредоносного действия изделий и услуг на окружающую среду все более тревожат заказчиков, акционеров и государственные органы власти. Заказчикам нужны безопасные и экологичные изделия, производителям требуется поддерживать конкурентоспособность, а органы власти обязаны гарантировать отсутствие в продукции опасных веществ. Кроме того, соответствие материалов нормативным требованиям — это не только вопрос экологической ответственности, но и проблема обеспечения безопасности и охраны здоровья людей.

Проектирование экологически безопасных изделий

Как показал ряд отзывов о готовой продукции, выбор материалов влияет не только на обеспечение экологичности или снижение себестоимости. Материал может оказаться безопасным при использовании в одном изделии, а в других изделиях и категориях товаров его применение оказывается недопустимым. То, что годится для одной страны, может привести к необходимости отзыва продукции в другой.

Сложные многоуровневые конструкторские спецификации изделий обычно включают комплектующие, поступающие со всего мира. Производители и их поставщики обязаны предоставлять государственным органам отчеты о количествах и уровнях концентрации каждого применяемого в изделии вещества — а иногда и о веществах, используемых в технологических процессах изготовления деталей и узлов. Отсутствие прозрачности информации о соответствии нормативным требованиям исходных материалов и деталей может привести к росту затрат на хранение ненужных складских запасов и большим расходам на внесение изменений в конструкцию изделий.

Проектирование экологически безопасных изделий

Для решения названных проблем нормативные требования следует учитывать на самых ранних этапах процесса разработки изделий, задавая ограничения уже при конструировании.

Фактически конструкторам необходимо превратить обеспечение соответствия требованиям экологичности из одноразового действия в непрерывный процесс, для чего им потребуется инструмент, способный фиксировать все данные по нормативным требованиям и свойствам веществ, а также управлять этой информацией в единой среде.

В современных условиях производителям необходима возможность анализа и прослеживания соответствия нормативным требованиям на уровне вещества, материала, детали и изделия. При встраивании такой возможности в уже имеющуюся цепочку поставок, а также системы конструкторско­технологической подготовки производства с целью сбора данных и подготовки отчетов, мы получаем не только инструмент обеспечения соответствия нормативным требованиям, но и потенциальное конкурентное преимущество.

Заполняемый поставщиком в системе Teamcenter

Заполняемый поставщиком в системе Teamcenter
бланк описания свойств вещества

Не только соответствие нормативным требованиям

Сегодня машиностроители и их поставщики должны не просто выбирать отвечающие нормативным требованиям материалы, но и переходить от простого обеспечения соблюдения норм к стратегии устойчивого развития, в рамках которой применяемые узлы и материалы заменяются новыми, более экологичными.

Опытные конструкторы улучшают выпускаемые изделия, учитывая современные нормы охраны окружающей среды, что дает предприятиям заметные конкурентные преимущества. Такой подход позволяет создавать конструкции, отвечающие уникальным требованиям рынка, а также превратить экологические требования в конкурентные преимущества и выводить инновационные изделия на рынок быстрее, чем это сделают конкуренты.

Более того, крайне важно наличие стратегического мышления в отношении охраны окружающей среды и внедрение общих экологичных подходов к ведению бизнеса.

Вопросы экологичности должны учитываться уже на стадии эскизного проектирования, еще до выбора конкретных деталей и узлов. Требуется внедрение стандартных процессов, которые в обязательном порядке предусматривают контроль соответствия нормативным требованиям на каждом этапе проектирования.

Встраивание средств обеспечения соответствия нормативным требованиям в платформу управления жизненным циклом изделия поможет прослеживать вопросы экологичности на всех этапах и оказывается особенно важным тогда, когда подлежащие контролю на соответствие экологическим стандартам детали и узлы поступают от сторонних поставщиков.

Увидеть полную картину

Необходим единый источник знаний об изделиях и процессах.

Такой источник создает среду разработки изделий, в которой вся информация хранится в одном месте. Благодаря этому предприятие управляет данными с учетом версий, а также связанной информации — таблиц, CAD­моделей, чертежей, технических характеристик, экологических требований, изображений и пр., и выполняет проведение изменений, обеспечивая согласованность и эффективное повторное использование проектов. Не менее важно отслеживать актуальность информации и ее соответствие нормативным требованиям. Например, конструктору предоставляется библиотека одобренных к применению материалов, и он может принимать решения о выборе материала на ранних стадиях процесса проектирования, основанные на сведениях из библиотеки.

Важен и удобный обмен этой информацией со всеми участниками разработки — как на самом предприятии, так и за его пределами. Пользователям требуется быстрый, легкий и визуальный доступ к информации об изделиях и процессах. Это повышает производительность труда: не теряется время на поиск информации и выяснение ее соответствия нормативным требованиям, то есть экономится время для выполнения основной работы.

Панель управления материалами

Панель управления материалами
и веществами на уровне сборки

Панель управления отчетами об экологичности изделия в Teamcenter

Панель управления отчетами об экологичности изделия в Teamcenter

Система Teamcenter от Siemens PLM Software — это наиболее подходящая PLM­платформа для решения вопросов обеспечения экологичности изделий, которые могут возникнуть в будущем.

Управляемые в Teamcenter сведения о материалах согласованно применяются во всех остальных решениях от Siemens PLM Software. Такая преемственность гарантирует, что все участники конструкторско­технологической подготовки производства работают с одним и тем же утвержденным набором данных. Введение свойств материалов и веществ в модель данных Teamcenter позволяет конструктору отслеживать применение материала или вещества в структуре изделия и выявлять влияние выбора материала на весь жизненный цикл изделия, а также оценивать риск смены материала для всего проекта в целом.

Таким образом создается полная картина, а не просто проводится формальная проверка соответствия. Становится возможным проведение полного анализа жизненного цикла и всех экологических показателей изделия — с учетом комплектующих, процессов разработки и изготовления, эксплуатации и утилизации.

В визуальном отчете по технологии HD3D содержится информация о применяемых в изделии веществах, не соответствующих требованиям «Правил ограничения содержания вредных веществ» (RoHS)

В визуальном отчете по технологии HD3D содержится информация о применяемых в изделии веществах, не соответствующих требованиям «Правил ограничения содержания вредных веществ» (RoHS)

Панель управления соответствием узла нормативным требованиям отображает результаты проверки на соответствие регламенту ЕС «Порядок государственной регистрации, экспертизы и лицензирования химических веществ» (REACH), «Правилам ограничения содержания вредных веществ» (RoHS) и «Списку минералов, добываемых в зонах вооруженных конфликтов»

Панель управления соответствием узла нормативным требованиям отображает результаты проверки на соответствие регламенту ЕС «Порядок государственной регистрации, экспертизы и лицензирования химических веществ» (REACH), «Правилам ограничения содержания вредных веществ» (RoHS) и «Списку минералов, добываемых в зонах вооруженных конфликтов»

Заключение

Поставщики уверенно переходят к использованию экологически безопасных материалов, заменяя ими материалы, применяемые в настоящее время. Создание отвечающих экологическим нормам изделий и прослеживаемость всего их жизненного цикла — обязательное требование для любого предприятия, конкурирующего на мировом рынке.

Интегрированные системы и процессы управления жизненным циклом изделия позволяют предприятиям эффективно управлять имеющимися и будущими данными об изделиях, а также обеспечить соответствие нормативным требованиям и внутренним стандартам. Разумная политика инвестиций, в частности, в подобные системы обеспечивает надежное функционирование предприятия и его готовность к будущим преобразованиям. Поэтому Teamcenter — это оптимальный способ вырваться из замкнутого круга постоянной борьбы с меняющимися нормативными требованиями разных стран.

Единое представление информации об изделии — от выбора комплектующих, конструирования и изготовления до поставок и утилизации — поможет избежать дорогостоящих отзывов продукции, обеспечить соответствие экологическим требованиям и контроль себестоимости.

Интегрированные средства анализа жизненного цикла и обеспечения экологичности изделий — следующие важнейшие этапы на пути к конструированию безопасных для окружающей среды изделий. Создание единого источника информации об одобренных к применению материалах позволяет инженерам активно создавать инфраструктуру обеспечения экологичности в рамках всего жизненного цикла изделия.

САПР и графика 7`2013