Участие в конкурсах «АСов 3D-моделирования» как один из способов приобретения новых компетенций

Александр Шаламов, главный конструктор, ООО «Пожарные Системы»

Олег Бесов, ведущий инженер, ООО «Пожарные Системы»

Дмитрий Тюрин, инженер-конструктор, ООО «Пожарные Системы»

В современном машиностроительном производстве всё большую роль играют информационные методы организации управления экономикой и взаимодействием проектирования и технологической подготовки, размещения заказов у партнеров и распространения рекламных материалов, получения информации и подготовки специалистов.

К признакам таких методов, имеющихся на предприятии, можно отнести следующее:

• компьютеризация рабочих мест и производственного оборудования;
• использование современного программного обеспечения по подготовке производства (CAD/CAM/CAE/PDM), управления производством (ERP/MES), управления ресурсами (EAM/TОиР);
• создание на промышленном предприятии единого информационного пространства, с помощью которого все автоматизированные системы управления предприятием, а также промышленное оборудование и производственный персонал могут оперативно обмениваться актуальной информацией.

Нам приходится постоянно работать над развитием информационной среды предприятия, которую можно назвать информационной системой промышленного предприятия (ИСПП).

На рынке цифровых решений сегодня достаточно средств, которые могут помочь в решении основных задач современного машиностроительного производства. Однако готовые решения для отдельного предприятия найти сложно. Продукция (прикладное программное обеспечение), выпускаемая на рынок, достаточно разнообразна. Кроме того, похожие друг на друга производства встречаются довольно редко, а это затрудняет подбор соответствующего программного комплекса для решения производственных задач.

Для успешного развития предприятия необходимо иметь достаточную по возможностям ИСПП, обеспечивающую координацию всех производственных процессов, при этом необходимо исключить дублирование функциональных модулей и, как следствие, уменьшить неоправданные затраты. ИСПП должна создавать условия для управления на всех уровнях производственного процесса. Через информационные технологии с выходом в Интернет и мобильную связь открываются большие возможности для успешного функционирования предприятия. В числе таких возможностей — высокая скорость принятия решений, быстрый доступ к научным знаниям и нормативно­правовой информации, качественная автоматизация проектно­конструкторских работ и процессов производства.

ИСПП может включать средства конструкторско­технологической подготовки производства с системой управления инженерными данными, средства бухгалтерского и финансового контроля, средства управления персоналом, средства обеспечения материально­технического снабжения, средства для службы маркетинга и другие системы. Следует отметить, что большинство информационных систем, включая инженерные, развивались снизу вверх и поэтому не все из них приспособлены для работы в ИСПП. Кроме того, они имеют некоторые лишние модули, которые не будут востребованы при интеграции в ИСПП, что приведет к неоправданным растратам вычислительных ресурсов как на отдельных рабочих местах, так и в информационной сети предприятия.

Одним из основных компонентов современного производства являются знания всех участников бизнес­процесса. Условием доступа к этому ресурсу можно считать специфические качества самого человека, которые обеспечиваются его интеллектуальной активностью, а также способностью осваивать существующие знания и создавать новые. Непрерывное развитие специалистов предусматривает освоение новых технологий в процессе выполнения производственного задания. Приобретению новых знаний способствуют внедрение автоматизированных систем управления предприятием, освоение нового промышленного оборудования, владение средствами доступа к информационным базам данных, методами и средствами оперативного обмена информацией. Одним из способов приобретения новых знаний (повышения квалификации) специалистов для нас является участие в конкурсах, проводимых разработчиками и интеграторами информационных систем. Например, в ежегодных конкурсах «АСов 3D­моделирования», проводимых компанией АСКОН.

Что дает нам участие в таких конкурсах? На наш взгляд, это:

• знакомство с новыми приемами при выполнении работ;
• большая самостоятельность в процессе создания моделей при выполнении работ, представляемых на конкурс;
• использование наработанного конкурсного материала при выполнении производственных заданий;
• оценка уровня квалификации специалистов сторонними экспертами при рассмотрении материалов, представленных на конкурс;
• самооценка своей квалификации на мероприятии, посвященном подведению итогов конкурса;
• общение со специалистами других предприятий в процессе подведения итогов (например, обмен опытом и приобретение новых навыков);
• участие в дискуссиях;
• ознакомление с новыми продуктами разработчиков (с новыми информационными технологиями).

Далее в статье представлены некоторые приемы работы с программным продуктом КОМПАС­3D, которые мы впервые применили при проектировании вновь разрабатываемого изделия «Автолестница пожарная АЛ 52 (6312С5) модель 05 ПС» (рис. 1). 3D­модель автолестницы представлена на конкурс в 2019 году.

Рис. 1

Основные элементы данной конструкции: базовое шасси, несущая рама, платформа, подъемно­поворотное устройство, телескопическая лестница с лифтовой системой, электрогидравлическая система управления, водопенные коммуникации.

При работе над проектом, представленным на конкурс «АСов 3D­моделирования», нам была предоставлена возможность опробовать новые ресурсы последней версии программного обеспечения КОМПАС 3D v18.1. Наиболее востребованным, а потому интересным для нас стало применение модуля «Гибкие шланги». С помощью данного приложения мы смогли по­новому оценить оптимальность размещения элементов гидравлической системы в конструкции изделия. В нашем случае гидравлическая система — это совокупность гидроприводов и гидроаппаратов, соединенных гидравлическими линиями, которая предназначена для приведения в движение узлов и механизмов проектируемых изделий посредством гидравлической энергии.

Исходными данными для работы над трехмерной моделью гидравлических элементов и системы в целом являются схемы гидравлические принципиальные и схемы соединений. При этом наличие 3D­моделей покупных гидравлических компонентов и моделей гидравлических приводов существенно упрощает работу. Разумеется, все перечисленные узлы разрабатываются по требованиям технического задания, а параметры подтверждаются расчетами.

3D­модели элементов гидравлического оборудования размещены в сборках узлов изделия и соединены между собой с помощью моделей гидравлических линий, выполненных согласно схеме соединений. Команда Построить шланг программного модуля Гибкие шланги позволила спроектировать модели рукавов высокого давления (РВД), которые используются в узлах и механизмах тогда, когда невозможно соединить гидравлические компоненты жесткими гидравлическими линиями (трубопроводами). На рис. 2 изображен пример размещения РВД в 3D­модели подъемно­поворотного устройства АЛ 52.

Рис. 2

В целях оптимизации работы при моделировании рукавов использовался прием проектирования сборочной модели «Копия геометрических объектов». На рис. 3 представлена модель сборки с объектами, созданными операцией Копировать объекты, в которой и размещены смоделированные РВД.

Рис. 3

Модуль Гибкие шланги оснащен шаблонами, которые представляют собой модель сборки формата a3d. Используя шаблоны модуля, нашими специалистами были разработаны свои (пользовательские) шаблоны РВД. На рис. 4 в качестве примера показана выполненная 3D­модель сборки такого РВД.

Рис. 4

Для каждого компонента сборки заданы следующие свойства: наименование, обозначение по ТУ и материал, что позволяет получить МЦХ сборки и ее состав.

Функционал программного модуля построен таким образом, что его освоение не вызывает трудностей.

Пример окна Параметры представлен на рис. 5. В окне можно выбирать шаблон из списка, представленного разработчиком или созданного пользователем. Имеется возможность выбора начальной и конечной точек присоединения РВД. Если рукав будет проложен по определенной траектории (например, при наличии промежуточных элементов крепления), то добавляются промежуточные точки. При создании РВД автоматически определяется его длина, причем в случае необходимости длину можно задать или изменить вручную.

Рис. 5

Если длина окажется меньше допустимой, для пользователя будет выведено соответствующее сообщение и команду нельзя будет выполнить. При формировании дополнительных точек РВД можно сместить (переместить) относительно первоначального положения. После определения всех параметров РВД пользователь подтверждает командой окончательное формирование проектируемого изделия и переходит к работе над следующим. Спроектированные РВД при необходимости могут применяться несколько раз. Для этого в программном модуле Гибкие шланги существует команда Применить шланг повторно.

В приложении можно получить спецификацию для сборки, в которой были использованы модели РВД. Пример такой спецификации приведен на рис. 6.

Рис. 6

Спецификацию на каждый рукав (шланг) можно получить из его модели, где присутствует и длина РВД (рис. 7).

Рис. 7

В гидравлической системе РВД часто соединяют подвижные устройства и механизмы гидроприводов. Приложение Гибкие шланги позволяет смоделировать РВД для таких узлов и механизмов и отследить траекторию перемещения РВД с помощью возможностей средств КОМПАС 3D. На рис. 8 можно увидеть изменение траектории положения РВД после изменения угла наклона гидроцилиндра в процессе его выдвигания на примере параметрической 3D­модели подъемно­поворотного устройства АЛ 52.

Рис. 8

Модуль Гибкие шланги дает возможность перейти к проектированию элементов гидравлической системы более современными методами. Такие возможности сокращают срок выполнения проектных работ по гидравлическим узлам.

Таким образом, процесс проектирования представляет собой возможность выбора шаблона для моделируемого РВД, подключения его к присоединительным точкам и задания пользовательских параметров (длина и промежуточные точки). Траектория будет определяться автоматически.

На практике в модуле должна быть обеспечена возможность контроля радиуса изгиба проектируемого РВД. Контроль минимального радиуса изгиба при установке РВД в узел можно провести традиционными методами, применяя инструментарий КОМПАС­График. Однако разработчики программного модуля Гибкие шланги заявили о возможности появления такой функции в недалеком будущем непосредственно в процессе моделирования шлангов.

В заключение можно отметить, что использование программного модуля Гибкие шланги в работе над элементами гидравлической системы обеспечило нам следующие преимущества:

• сокращение сроков моделирования элементов гидравлической системы;
• возможность определения оптимальных мест размещения гидравлического оборудования;
• улучшение качества конструкторской документации;
• получение возможности оперативно вносить изменения в модели узлов гидравлической системы.

Следовательно, внедряя обновленное прикладное программное обеспечение, можно акцентировать внимание на том, что подготовка проекта для представления на конкурс позволила нашим специалистам применить дополнительные приемы проектирования в соответствии с новыми возможностями КОМПАС 3D v 18.1.