5 - 2014

Опыт проектирования полувагонов в ООО «УКБВ» средствами Autodesk Inventor

Александр Соколов
Александр Соколов
компания «АйДиТи», ведущий специалист по направлению «Машиностроение» и внедрению программного обеспечения, авторизованный инструктор Autodesk

С чего обычно начинается разработка изделий на машиностроительных предприятиях? Правильно — с создания проекта изделия конструкторскими службами.
Влияет ли выбор средств и технологий моделирования на конечный результат? Да, безусловно.
Может ли проект явиться на свет без мук и ошибок его создателя, причем в кратчайшие сроки и при минимальных трудозатратах? Вполне, при условии грамотного использования современной методологической базы и новейшего инструментария.
Кто же эти счастливчики? Конечно же, это те руководители и специалисты, которые не понаслышке знают, что такое конкурентная борьба, и амбициозно стремятся в ней победить.
Понятно, что успех гарантирован лишь тем, кто живет не только сегодняшним днем, а привык осознанно следовать самым актуальным тенденциям, пытливо анализируя новейшие тренды и перспективы развития рынка САПР.
Настоящим материалом мы, собственно, и хотим проиллюстрировать правильное направление движения современного машиностроительного предприятия к успешному внедрению новых информационных технологий при содействии специалистов компании «АйДиТи».

Зачастую на предприятиях уже имеется САПР, которая позволяет работать с двумерными чертежами изделий. И для всех очевидно, что в большинстве случаев это AutoCAD. Компания Autodesk, флагманом которой является AutoCAD, уже давно и успешно продвигает решение для создания цифровых прототипов Autodesk Inventor, которое, в свою очередь, является флагманским продуктом Autodesk для машиностроительного рынка.

ООО «УКБВ» осуществляет разработку самых ответственных изделий вагоностроения, среди которых:

  • тележки различных конструкций и автосцепные устройства для всех типов грузовых магистральных вагонов и большинства вагонов промышленного транспорта;
  • полувагоны и грузовые вагоны различных типов;
  • цистерны, в том числе для нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов, а также для вязких нефтепродуктов и для перевозки агрессивных жидкостей.

Спектр работ и услуг «Уральского Конструкторского Бюро Вагоностроения» достаточно широк:

  • проектирование и разработка конструкторской документации грузового железнодорожного подвижного состава с правом выхода на пути общего пользования колеи 1520 мм и других стран мира, с проведением комплекса работ по постановке продукции вагоностроения на производство с последующей сертификацией;
  • проектирование и разработка конструкторской документации специального грузового железнодорожного транспорта с выходом на пути российских железных дорог и других стран мира;
  • разработка конструкторской документации и изготовление внутризаводского железнодорожного транспорта (ВЗЖТ) для технологических нужд предприятий атомной, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной и химической промышленности;
  • разработка конструкторской документации для ремонта железнодорожной продукции;
  • проведение полного цикла стендовых испытаний сборочных единиц и готовых изделий железнодорожной продукции на этапе опытно­конструкторских работ и в процессе производства;
  • авторизация (аттестация) сервисных центров, ремонтных предприятий, осуществляющих плановый или внеплановый вид ремонта продукции вагоностроения, на право выполнения ремонта узлов и деталей грузовых вагонов, изготовленных по документации ООО «УКБВ».

Как показывает практика, пользователи, работающие в AutoCAD, легко и безболезненно переходят на новый продукт. Особенности этого процесса могут стать темой отдельной публикации, а сегодня мы поговорим о внедрении Autodesk Inventor в ООО «Уральское Конструкторское Бюро Вагоностроения» (ООО «УКБВ»).

Сотрудничество ООО «УКБВ» с компанией «АйДиТи» началось довольно давно. С тех пор эксперты «АйДиТи» консультируют специалистов­конструкторов «УКБВ» на регулярной основе. Наши презентации о новинках рынка САПР для руководства организации и пользователей программного обеспечения, консультации, тест­драйвы, а также иное разностороннее содействие позволили людям открыть для себя Autodesk Inventor и сделать правильный выбор в приобретении ПО.

Дело в том, что обследование организации показало, что применявшийся Autodesk AutoCAD уже не справлялся в полной мере с решением всех практических задач конструкторских служб ООО «УКБВ». Это явилось для руководства одной из важнейших причин принятия решения о переходе на 3D­моделирование в среде Autodesk Inventor по технологии цифровых прототипов (или электронных макетов изделий).

Вот основные причины, задачи и цели перехода на 3D­про­ектирование в ООО «УКБВ»:

  • необходимость сокращения сроков проектирования и производства;
  • повышение качества продукции;
  • сокращение себестоимости продукции;
  • повышение требований со стороны заказчика;
  • необходимость выполнения более сложных проектов.

Естественно, была осуществлена поставка ПО, затем произведены его развертывание и предварительные настройки. Параллельно была сформирована группа наиболее инициативных специалистов ООО «УКБВ» для обучения работе в новом программном продукте.

После этого появилась возможность перейти непосредственно к разработке изделия. В качестве пилотного был выбран проект «Универсальный полувагон модели 12­132 на тележках 18­100 с автосцепным устройством (126.00.00.000) и автоматическим тормозом с типовой и раздельной системой торможения».

Autodesk, Inc. — мировой лидер в области решений для 3D-дизайна, 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.

Полувагон предназначен для перевозки по железным дорогам России, государств — участников Содружества, Грузии, Латвийской, Литовской и Эстонской республик с колеей 1520 мм массовых не­агрессивных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков: насыпных непылевидных, навалочных, штабельных и штучных с креплением их в соответствии с требованиями правил погрузки.

Autodesk Inventor — это семейство продуктов для промышленного 3D-проектирования, включающее все необходимые средства трех- и двумерного моделирования изделий и инструментальной оснастки. Продукты оснащены широким спектром инструментов инженерного анализа цифровых прототипов и генерации полного комплекта конструкторской документации.

Конструкторы «УКБВ» при консультативной поддержке специалистов «АйДиТи» успешно начали проектировать свои изделия. Проиллюстрируем эту работу конкретными примерами пилотного проекта.

При создании балки (рис. 1) использовались отдельные детали, которые потом были собраны в единый узел.

В дальнейшем балки применялись в конструкции рамы (рис. 2).

Детали, содержащие элементы литья и механической обработки, моделировались стандартными инструментами Autodesk Inventor. Примерами таких деталей являются хомут тяговый (рис. 3), кронштейн (рис. 4) и надпятник (рис. 5).

Примером штампованной детали может служить упор крышки люка (рис. 6).

Рис. 1. Балка концевая (3D-модель)

Рис. 1. Балка концевая (3D-модель)

Рис. 2. Рама (3D-модель)

Рис. 2. Рама (3D-модель)

Рис. 3. Хомут тяговый (3D-модель)

Рис. 3. Хомут тяговый (3D-модель)

Рис. 4. Кронштейн (3D-модель)

Рис. 4. Кронштейн (3D-модель)

Рис. 5. Надпятник (3D-модель)

Рис. 5. Надпятник (3D-модель)

Рис. 6. Упор крышки люка (3D-модель)

Рис. 6. Упор крышки люка (3D-модель)

Внедрение в практическую работу ООО «УКБВ» программного продукта Autodesk Inventor позволило конструкторам существенно ускорить процесс выпуска чертежей, соответствующих стандарту ЕСКД, для сложных деталей и узлов. Пример узла автосцепки (рис. 7) и его чертежа (рис. 8) может служить иллюстрацией вышеизложенного утверждения.

Всё вышесказанное в равной степени можно отнести и к реализации задачи формирования корректных спецификаций изделия. Для колесной пары (рис. 9) был разработан чертеж (рис. 10) и получена спецификация узлов и деталей (рис. 11).

Рис. 7. Автосцепка СА-3 (3D-модель)

Рис. 7. Автосцепка СА-3 (3D-модель)

Рис. 8. Автосцепка СА-3 (чертеж)

Рис. 8. Автосцепка СА-3 (чертеж)

Рис. 9. Колесная пара (3D-модель)

Рис. 9. Колесная пара (3D-модель)

Рис. 10. Колесная пара (чертеж)

Рис. 10. Колесная пара (чертеж)

Рис. 11. Колесная пара (спецификация)

Рис. 11. Колесная пара (спецификация)

Рис. 12. Боковая рама (3D-модель)

Рис. 12. Боковая рама (3D-модель)

Технология цифровых прототипов (электронных макетов изделий) Autodesk объединяет проектные данные из всех стадий проектно-производственного цикла в единую цифровую модель, которая воссоздается в Autodesk Inventor. Специалисты получают возможность проектировать изделия, визуализировать их, проводить инженерные расчеты и анализ. Благодаря передовой технологии, без особого труда встраиваемой в привычный рабочий процесс, снижается потребность в дорогостоящих опытных образцах.

Приведем еще ряд примеров, демонстрирующих функциональные возможности Autodesk Inventor.

3D­конструирование боковой рамы: рис. 12 (модель), рис. 13 (чертеж) и рис. 14 (спецификация).

Пример цифрового прототипа и конструкторская документация балки надрессорной показаны на рис. 15­17.

Рис. 13. Боковая рама (чертеж)

Рис. 13. Боковая рама (чертеж)

Рис. 14. Боковая рама (спецификация)

Рис. 14. Боковая рама (спецификация)

Рис. 15. Балка надрессорная (3D-модель)

Рис. 15. Балка надрессорная (3D-модель)

Рис. 16. Балка надрессорная (чертеж)

Рис. 16. Балка надрессорная (чертеж)

Рис. 17. Балка надрессроная (спецификация)

Рис. 17. Балка надрессроная (спецификация)

Рис. 18. Универсальный полувагон модели 12-132 на тележках 18-100 с автосцепным устройством (126.00.00.000) и автоматическим тормозом с типовой и раздельной системой торможения

Рис. 18. Универсальный полувагон модели 12-132 на тележках 18-100 с автосцепным устройством (126.00.00.000) и автоматическим тормозом с типовой и раздельной системой торможения

Результатом работы конструкторских подразделений ООО «УКБВ» стал законченный проект. Цифровой прототип вагона можно увидеть на рис.18.

От иллюстративного материала перейдем теперь к оценке результатов проделанной работы. Имело ли смысл тратить время и средства на внедрение нового программного продукта? Что же это дало конструкторам, руководителям и всей организации в целом?

Судите сами, насколько серьезен перечень только основных результатов внедрения Autodesk Inventor в ООО «УКБВ». Вот соображения одной из участниц пилотного проекта — инженера­конструктора Анны Мухиной:

  • построение трехмерных моделей деталей и сборок по уже готовым чертежам помогло выявить некоторые ошибки и недочеты в конструкции деталей и самих сборок;
  • взаимосвязь трехмерной модели и чертежа позволяет предотвратить появление серьезных ошибок еще на стадии разработки чертежа, а не при изготовлении изделий в металле на заводе;
  • быстрота и визуализация вносимых в чертеж изменений делают работу удобной и комфортной;
  • увеличение производительности за счет возможности оформления чертежей по ЕСКД минимизирует сроки выполнения проекта;
  • снижение влияния человечес­кого фактора принципиально повышает качество работ;
  • закладывается основа для перехода к электронному документообороту (благодаря замене бумажных носителей на электронные).

Руководство ООО «УКБВ» тоже в полной мере оценило по достоинству всю выгоду от реализации этого проекта. Главные итоги, помимо собственной значимости, фактически предопределяют последующие шаги по развитию и совершенствованию процесса конструирования в организации.

Программный Комплекс Autodesk Product Design Suite

Программные продукты

Standard

Premium

Ultimate

Autodesk Inventor

+

Autodesk Inventor Professional

+

+

AutoCAD

+

+

+

AutoCAD Mechanical

+

+

+

AutoCAD Raster Design

+

+

+

AutoCAD ReCap

+

+

+

Autodesk Mudbox

+

+

+

Autodesk Showcase

+

+

+

Autodesk SketchBook Designer

+

+

+

Autodesk VaultBasic

+

+

+

AutoCAD Electrical

+

+

Autodesk Navisworks Simulate

+

+

Autodesk 3ds Max Design

+

+

Autodesk Alias Design

+

Autodesk Navisworks Manage

+

В дальнейших планах ООО «УКБВ» значится: ежегодное продление Подписки Autodesk как основного инструмента для получения новых версий программного обеспечения; внедрение линейки Autodesk Simulation для решения задач в области расчетов; выстраивание коллективной работы с помощью Autodesk Vault.

А пока руководству и персоналу ООО «УКБВ» удалось в полной мере воспользоваться многочисленными и разнообразными преимуществами Autodesk Inventor, в числе которых в первую очередь необходимо назвать следующие:

  • сокращение сроков выпуска конструкторской документации;
  • минимизация количества ошибок в проектах;
  • автоматизированное получение спецификации;
  • единая CAD­платформа для всех проектировщиков, закрывающая потребности всех отделов;
  • возможности визуализации полученных проектов.

Перспективы, открывающиеся с переводом процесса конструирования на технологию цифровых прототипов или электронных макетов изделий, совершенно очевидны любому непредвзятому специалисту.

Применение Autodesk Inventor принципиальным образом ускоряет работу, сокращает ее сроки, практически исключает ошибки, что в совокупности несет несом­ненную выгоду предприятию в целом.

Компания «АйДиТи» — один из ведущих отечественных поставщиков лицензионного программного и аппаратного обес­печения, системный интегратор в области САПР и ГИС по всем отраслевым направлениям.

Компания «АйДиТи» осуществляет:

  • поставки лицензионного программного обеспечения и аппаратных средств — как корпоративные, так и розничные;
  • консалтинг и внедрение САПР и ГИС;
  • разработку и реализацию проектов ИT­инфраструктуры;
  • управление активами ПО (Software Asset Management, SAM);
  • техническую поддержку и обучение.

Компания обладает высшими партнерскими статусами крупнейших мировых разработчиков, таких как Autodesk, Microsoft, Adobe, Corel, VMware, Kaspersky Lab и сотрудничает со всеми ведущими производителями программного и аппаратного обеспечения.

Заказчики компании «АйДиТи» — это тысячи государственных и коммерческих организаций, а также частные пользователи, работающие в различных отраслях.

Система менеджмента качества «АйДиТи» сертифицирована и соответствует ГОСТ Р ИСО 9001­2008.

Компания «АйДиТи» ведет свою деятельность по всей территории России.

Офисы компании:

«АйДиТи­Центральный офис»

Москва: +7(495) 287­4812, idt@idtsoft.ru

«АйДиТи­Северо­Запад»

Санкт­Петербург: +7(812) 676­1170, spb@idtsoft.ru

«АйДиТи­Урал»

Екатеринбург: +7(343) 237­3001, ural@idtsoft.ru

«АйДиТи­Северный Кавказ»

Ставрополь: +7(8652) 41­55­44, skfo@idtsoft.ru

«АйДиТи­Юг»

Ростов­на­Дону: +7(863) 218­1157, rostov@idtsoft.ru 

Краснодар: +7(861) 292­3432, krasnodar@idtsoft.ru

Наиболее полно возможности специализированных решений САПР и польза от их внедрения в практику конструирования изделий могут раскрыться в случае приобретения программного комплекса Autodesk Product Design Suite. Заплатив вполне разумную цену за этот комплекс, пользователи приобретают не только Autodesk Inventor — в комплект поставки входит также старый добрый Autodesk AutoCAD и еще дюжина дополнительных программных продуктов.

САПР и графика 5`2014