9 - 2019

Спросите эксперта

Предлагаем вашему вниманию интервью с Дэйвом Римером, вице-президентом по стратегии в авиационно-космической и оборонной промышленности компании Siemens PLM Software, посвященное разработке и сертификации изделий.

— Какое место в процессах разработки авиационной техники занимает Simcenter?

— Simcenter — основной инструмент конструктора и важная составляющая процесса разработки: при проектировании нам необходимо выполнять расчеты и моделировать характеристики будущих изделий. Как правило, мы сначала проектируем изделие, а только потом сертифицируем его. Проектирование в Simcenter гарантирует успешную сертификацию изделий.

Использование Simcenter сокращает сроки разработки, а в крупных проектах экономит миллионы долларов. Наличие инструмента, интегрированного с остальными процессами предприятия — проектированием, технологической подготовкой производства и изготовлением продукции, — становится абсолютно необходимым.

Дэйв Ример (Dave Riemer) — эксперт в авиационно­космической и оборонной отрасли с более чем 35­летним опытом. До прихода в Siemens он занимал пост вице­президента по науке и технологиям в компании ATK Aerospace Systems, где отвечал за все программы разработки авиационно­космических систем, включая ускорители первой ступени ракеты Ares I. Дэйв Ример также отвечал за все виды работ по многоразовым топливным ускорителям шаттла, системам противоракетной обороны, стратегичес­ким ракетам и твердотопливным ускорителям для вывода коммерческих спутников. До работы в компании ATK г­н Ример отработал 27 лет в компании Raytheon Aircraft.

— Как этот подход реализован на практике?

— Результаты любого расчета должны быть точными. Рассмотрим вопрос управления результатами численного моделирования. Расчетами занимается группа специалистов. Один из них хранит результаты на своем ноутбуке. Я сохраняю файлы в общей папке, а вы — на флэшке. В результате никто из нас не может быть уверенным, что выполняет расчеты с нужной версией файла. У кого она есть? И где она хранится?

Такая ситуация наблюдается на многих предприятиях. Обычно все файлы хранятся в общей или даже локальной папке. И в этой папке помимо последней версии лежит еще несколько предыдущих. И какую из них брать? Предположим, что по ошибке я взял не ту версию. Такая ошибка может стоить миллионы долларов.

Управление расчетными моделями — важный аспект. При внесении изменений необходимо быть уверенным, что расчетная модель соответствует конструкторской. Какие расчетные модели надо обновлять, а какие можно оставить без изменений? На помощь приходят технологии управления жизненным циклом изделия, которые объединяют конструктора и расчетчика с остальными производственными процессами.

— О каких технологиях идет речь?

— Teamcenter, NX CAD и Simcenter тесно связаны между собой. Использование этих инструментов позволяет синхронизировать CAD­модели с расчетными CAE­моделями. Расчетчик получает уведомление об изменении модели конструктором и необходимости обновить CAE­модель. В каких­то случаях это изменение не требует проведения расчета, а в каких­то необходимо будет провести все вычисления заново. В любом случае расчетчика известили об этом.

— Каким образом подобные технологии помогают в решении задач авиационно­космической промышленности?

— При проектировании любых изделий авиационно­космической техники — спутников, ракетных двигателей, самолетов и вертолетов — все сводится к одному: от этой техники зависят жизни людей. Поэтому у инженеров нет права на ошибку: люди могут заплатить за нее своими жизнями. Это относится как к гражданской, так и к военной авиации. Работу надо делать безукоризненно, а для этого нужна соответствующая платформа, объединяющая этапы конструирования и расчетов. Она гарантирует синхронизацию. При отсутствии такой платформы трудоемкость резко возрастает, а на контроль проектных решений уходит немало времени и средств. Есть ли смысл тратить дополнительное время и ресурсы, когда можно внедрить Simcenter и Teamcenter, которые будут следить за синхронизацией конструкторских и расчетных моделей? Технологии предоставляют всю информацию, необходимую для незамедлительного принятия решений. Вам больше не придется тратить недели на поиск нужных моделей и их сравнение вручную. Simcenter гарантирует точные результаты.

— Верификация и сертификация — важнейшие этапы разработки. Какое место занимают решения Simcenter для проведения испытаний во всем процессе?

— В портфеле Siemens PLM Software есть решение Verification Management из линейки Catalyst на базе Simcenter. Оно связывает требования к изделию с методиками проведения испытаний или численного моделирования. При внесении изменений в технологию производства мы сразу можем определить, какие именно испытания необходимо провести. Такой принцип работы очень помогает при повторных испытаниях. Аналогичный подход применим и к области CAE. Для каждой детали можно установить, к какой расчетной модели и виду расчета она относится.

Испытания и расчеты в авиационно­космической отрасли могут длиться несколько лет. И на протяжении всего проекта в конструкцию вносятся изменения. Как выяснить, какие именно испытания и расчеты придется выполнять заново? Возможно, измененная деталь не окажет никакого влияния на характеристики изделия и повторные испытания не потребуются. Но может оказаться и так, что новые испытания и расчеты будут абсолютно необходимы.

— То есть мы говорим о прослеживаемости?

— Да, обеспечивается сквозная прослеживаемость — вплоть до испытательного оборудования. Сейчас мы разрабатываем модуль автоматической корреляции результатов испытаний для системы Verification Management под названием Automated Test Correlation. Таким образом, мы сможем применять численное моделирование и аппаратные модули Simcenter SCADAS совместно с системой Simcenter Testlab для решения задачи размещения измерительных приборов. Технология позволяет видеть результаты численного моделирования в NX. Инженер выбирает место установки прибора, а требования к проведению испытаний создаются автоматически: задаются величины ускорений, проводится сбор данных в системе Simcenter Testlab, калибровка оборудования и автоматический вывод результатов испытаний. Инженерам по испытаниям больше не придется перебирать множество каналов сбора данных, чтобы установить, какие данные поступают и с каких датчиков. Они просто выполняют измерения, а результаты отображаются автоматически.

— То есть сложные комплексные испытания больше не понадобятся?

— Я так не думаю. Но возможности контроля проектных решений путем численного моделирования будут расширяться. Типичным примером служит такое явление, как флаттер. Мы не до конца понимаем, как оно возникает, поэтому натурные испытания по­прежнему необходимы.

Удовлетворительное решение нам не подходит. Требуется только отличное! Отвечая на ваш вопрос, могу сказать, что я не представляю себе сертифицирование самолета без проведения летных испытаний, однако цифровые технологии помогут существенно сократить затраты на сертификацию. 

Интервью было опубликовано
в журнале «PLM Эксперт. Инновации
в промышленности» (август, 2019)