11 - 2017

CAD-система как средство развития бизнеса

Расселл Брук (Russell Brook)
Директор по маркетингу решений Mainstream Engineering в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке (Siemens PLM Software).

Введение

В сложных экономических условиях многие предприятия пытаются каким­то образом сократить расходы. Поскольку себестоимость готового изделия в основном определяется конструкторскими проектными решениями, именно этап разработки наиболее затратен. Наличие интегрированных приложений для конструирования, численного моделирования, технологической подготовки производства и управления данными еще более усиливает это влияние. Производители стараются снизить расходы и повысить качество проектирования.

Себестоимость изделия кардинальным образом зависит от его конструкции. При наличии соответствующих ресурсов инженеры способны принимать умные решения, снижающие себестоимость без ухудшения качества, и добиваться отличных результатов, тем самым повышая доходы предприятия.

Среди наиболее распространенных проблем, с которыми сталкиваются предприятия, — сокращение сроков вывода изделий на рынок, удовлетворение потребностей заказчиков, снижение расходов на подготовку производства, а также внедрение экономящих рабочее время автоматизированных систем, позволяющих избегать длительных простоев.

В целом умные решения, приносящие отличные результаты, играют важнейшую роль в сохранении конкурентоспособности при разработке изделий в сегодняшних весьма сложных условиях.

Время дороже всего!

Главная задача, стоящая перед предприятиями, — сокращение сроков вывода продукции на рынок. У многих компаний имеются отличные идеи для новых изделий с хорошими рыночными перспективами. Но открывающиеся возможности надо использовать оперативно и с минимальными затратами, поскольку при этом нередко приходится сталкиваться с конкуренцией со стороны более эффективно работающих компаний, быстрее выводящих продукцию на рынок.

На современном высококонкурентном рынке «окно возможностей», когда можно окупить затраты на разработку изделия, постоянно сокращается. Поэтому необходимо выходить на рынок как можно быстрее, чтобы повысить доходность и получить средства для разработки следующей модели.

Максимальные преимущества, конечно, дает выход на рынок первыми. Речь идет не только о более быстром получении прибыли, но и об упрочении лидирующего положения благодаря внедрению инноваций, что позволит расширить занимаемую долю рынка и создать имидж передовой компании.

Пример внедрения: компания Intertraco

Компания Intertraco выпускает гидравлические разъемы, представляющие собой металлические детали, через которые подается жидкость под давлением. В мире, где доминируют крупные корпорации, Intertraco остается компанией среднего размера и работает в среднем и верхнем сегментах рынка скорее как бизнес­партнер, а не просто поставщик комплектующих.

Компания стабильно растет и успешно удовлетворяет потребности небольшого количества важных заказчиков, которые работают по такой же модели ведения бизнеса и имеют аналогичные долгосрочные цели.

Бережливый и эффективный партнер

По мере распространения последствий глобального экономического спада компания Intertracto стала искать способы сокращения расходов и внедрения самого современного и эффективного оборудования, чтобы быстрее реагировать на изменяющийся рыночный спрос.

«Поворотным пунктом в истории компании стал переход от изготовления отдельных деталей к разработке собственной линейки продукции, состоящей из нескольких семейств, — отмечает Стефано Бертаззони (Stefano Bertazzoni), управляющий директор компании Intertraco. — Создавать 2D­чертежи было удобно и быстро. Однако по мере развития нашей модели ведения бизнеса мы осознали, что, внедрив инновационное оборудование, современные системы проектирования и управление данными, мы сможем существенно сократить сроки разработки и повысить эффективность, чтобы быстрее реагировать на меняющийся рыночный спрос».

Сегодня компания Intertraco поставляет широкий спектр муфт и фитингов, выполненные из различных материалов гибкие шланги, быстроразъемные и шарнирные соединения, а также переходники. Число уникальных деталей превышает 7 тыс., их конструкция представлена на тысячах чертежей, а процессы снабжения производства представляются весьма сложными.

Решение

Чтобы добиться успеха, компания Intertraco широко применяет систему Solid Edge от Siemens PLM Software для разработки и редактирования всех своих проектных решений. Выбор именно этой системы позволяет конструкторам компании Intertraco быстро создавать новые изделия и вносить изменения в ранее разработанные проекты. Когда от заказчика поступает запрос на изготовление модификации изделия, компания быстро выпускает соответствующие модели.

«Ко многим преимуществам системы Solid Edge относится и то, что с ее помощью мы еженедельно реализуем поступающие от заказчиков извещения об изменениях. Заказчикам нужно получать 3D­модели разъемов, чтобы проверить возможность их применения в выпускаемых изделиях. Другие поставщики неспособны оказывать подобные услуги, поэтому мы получаем преимущество в плане объемов продаж».

Помимо внедрения системы Solid Edge, позволившей быстрее создавать инновации, эффективно редактировать модели и расширить повторное использование проектных решений, компания Intertraco применяет еще ряд модулей от Siemens PLM Software. Среди них — система управления данными Teamcenter, используемая как инженерами, так и другими сотрудниками, Femap, предназначенная для прочностного расчета деталей и узлов еще до того, как они будут изготовлены, и CAM Express, служащая для оптимизации и стандартизации управляющих программ всего технологического оборудования.

Применение Solid Edge продемонстрировало руководству компании Intertraco путь к заметному повышению производительности. Дополнительные возможности роста эффективности связаны с внедрением PLM­системы и проведением расчетов методом конечных элементов (МКЭ).

Заключение

Конечным результатом стало существенное повышение эффективности и производительности процессов моделирования деталей и узлов. К тому же компания обеспечивает защищенный доступ пользователей к нужным данным в нужное время. Удалось также сократить число опытных образцов, что экономит немало времени и средств.

Благодаря принятию умных решений и созданию отличных изделий руководство компании Intertraco реализовало новый подход к ведению бизнеса в масштабах всей организации. Теперь во главу угла ставится не изделие, а заказчик.

Конструирование изделия

Любой инженер, который уже работал в традиционной 3D CAD­системе либо собирается перейти на такую систему с деревом построения, вероятно, знает о ряде существующих технических проблем. В подобных системах модели необходимо строить определенным образом, а для сохранения формы и размера приходится задавать сложные правила. Однако, как уже отмечалось, для быстрого выхода на рынок нужно эффективно превращать новые идеи в инновации.

По данным опроса, проведенного консалтинговой фирмой Aberdeen Group, почти четыре из десяти предприятий (39%) сообщили, что их сотрудники испытывают трудности при создании моделей в традиционных 3D СAD­системах. Если инженеры не имеют возможности оперативно фиксировать возникающие идеи, то им не удастся быстро создавать инновационные изделия.

Заказчик всегда прав

Сроки выхода изделий на рынок — не единственный фактор, о котором приходится думать современному машиностроителю. Еще одна серьезная задача, стоящая перед предприятиями, — соответствие продукции требованиям заказчика.

Повышение качества обслуживания заказчиков не только приводит к росту прибыли, но и укрепляет сотрудничество, что способствует получению новых заказов. Но обеспечить соответствие требованиям заказчика — очень непростое дело. От заказчиков нередко приходят запросы на создание модификаций и внесение изменений в конструкцию. Это приводит к потерям времени на переделки и управление данными, а также сокращает возможности повторного использования уже созданных проектных решений.

Исследование Aberdeen Group также показало, что большинство инженеров­конструкторов испытывают трудности при внесении изменений в существующие проектные решения. Традиционные CAD­системы требуют, чтобы модели создавались и редактировались строго определенным образом, поэтому быстро вносить изменения практически невозможно. Почти половина опрошенных специалистов сообщили, что вносить изменения в модель, созданную в традиционных системах с деревом построения, способен только сам конструктор, который изначально разрабатывал эту модель. Очевидно, что для быстрого удовлетворения потребностей заказчика нужны соответствующие системы, позволяющие легко модифицировать имеющиеся проекты.

Снижение затрат

Наряду с сокращением сроков еще одной важной задачей является снижение себестоимости продукции. Несмотря на высокую конкуренцию и спрос на более дешевые изделия, предприятия не могут жертвовать качеством. Самое важное — найти способы снижения себестоимости, не теряя при этом в качестве.

И снова отличным выходом становится повторное применение проектных решений. Вторичное использование ранее разработанных конструкций, а также моделей, полученных от поставщиков и заказчиков либо взятых из библиотек, — вполне разумное решение. Однако исследование компании Aberdeen показало, что почти половина пользователей 3D­систем с деревом построения не умеют делать это максимально эффективно.

Большинство 3D CAD­систем способны импортировать геометрию, но ее последующее редактирование или использование в других проектах весьма затруднено. Нередко приходится строить модель заново, но это, как правило — потеря денег. Поэтому с целью снижения себестоимости нужно обеспечить возможность редактирования импортированной геометрии столь же быстро, как и своих собственных моделей.

Полнофункциональное решение для конструкторов

Для выполнения указанных задач компания Siemens PLM Software поставляет сквозное решение, состоящее из систем Solid Edge, Femap и CAM Express. Во всех этих системах применяется синхронная технология. Они помогают ускорить процессы разработки, а также обеспечивают эффективное повторное использование и редактирование существующих проектов и импортированных моделей,
что позволяет легко превращать замыслы в готовые изделия.

В системе автоматизированного проектирования Solid Edge выполняется 3D­моделирование и построение 2D­чертежей, Femap выполняет расчеты конструкций методом конечных элементов, в CAM Express проводится технологическая подготовка производства. Наряду с этим Siemens предлагает широкую линейку решений — от интегрированных в Solid Edge функций управления данными до полноценной системы управления данными САПР и данными о жизненном цикле изделия (PLM) Teamcenter®. Кроме того, создана целая «экосистема» сторонних специализированных приложений. Предлагаемое решение ориентировано на потребности компаний, не обладающих ресурсами огромных предприятий. Оно помогает снизить расходы и повысить качество проектных решений.

Контроль проектных решений и испытания изделий

Применение метода конечных элементов (МКЭ) снижает затраты, сокращает сроки выхода изделия на рынок и повышает качество благодаря замене реальных испытаний опытных образцов на виртуальные. Следует отметить, что передача CAD­моделей в среду для расчетов нередко сопряжена с трудностями. На преобразование или ручное пересоздание модели в системе для расчетов уходит немало времени, что вызывает задержку всего процесса разработки.

В Femap эта проблема решена благодаря автоматическому импорту 3D­моделей, созданных в CAD­системе. На их основе формируются расчетные модели. Поэтому Femap может служить единой средой конечно­элементных расчетов моделей, созданных как в Solid Edge, так и в других CAD­системах.

Изготовление изделий

Сегодня технологическую подготовку производства практически невозможно выполнять при помощи чертежей и ручной разработки управляющих программ. Сложным станкам с ЧПУ требуются надежные и безошибочные управляющие программы.

Существуют десятки различных CAM­систем, предназначенных для подготовки управляющих программ, однако именно тесная интеграция с CAD­системой обеспечивает массу дополнительных преимуществ. CAM Express — это полнофункциональная среда подготовки управляющих программ для различных видов механической обработки. Система не только строит траектории движения инструмента, но и обладает различными средствами автоматизации: от гибких шаблонов до поэлементной обработки.

Управление проектными данными

Solid Edge содержит множество функций для управления данными, которые встроены в базовое программное обеспечение 3D САПР. К ним относится интеграция с Проводником Windows, обеспечивающая просмотр эскизных изображений деталей или сборок и вызов контекстного меню для открытия файлов Solid Edge в таких утилитах, как Менеджер ревизий (Revision Manager) и Средство просмотра и разметки (View and Markup).

Интеграция Teamcenter для Solid Edge позволяет добавить 3D­модели и 2D­чертежи в единый источник данных об изделиях, доступный для специалистов групп проектирования и разработки. Таким образом обеспечивается управление данными, а также их сбор и совместное использование. Teamcenter предоставляет полный набор возможностей по управлению данными о жизненном цикле изделия (PLM) для дальнейшей оптимизации процесса проектирования и изготовления.

Заключение

Независимо от состояния экономики, предприятия не могут сидеть сложа руки. Передовые компании ищут способы наилучшим образом соответствовать потребностям заказчика, снижая себестоимость и сокращая сроки выполнения заказов. Исследование компании Aberdeen показало, что передовые предприятия, которые уже приняли соответствующие меры, добились того, что у 86% выпускаемых изделий себестоимость и качество соответствовали плановым, а запуск производства прошел в заданные сроки. При этом удалось достичь снижения себестоимости в среднем на 6%, что привело к росту нормы прибыли на 14,8%.

Эффективное управление проектными данными в условиях современной сложной среды разработки изделий обеспечивает сокращение сроков выхода изделия на рынок, снижение себестоимости и повышение качества обслуживания заказчиков.

Единая и полнофункциональная платформа проектирования позволяет оперативно реагировать на изменяющиеся потребности заказчиков и расширять портфель предлагаемых услуг. Удобный доступ к имеющимся моделям, поддержка совместной работы и эффективное повторное использование проектных решений помогают принимать умные решения и добиваться отличных результатов. А это ведет к росту прибыли и завоеванию большего числа надежных заказчиков.