ЦМКБ «Алмаз»: использование современных компьютерных технологий для проектирования скоростных судов
Ведущие специалисты промышленных предприятий и конструкторских бюро считают, что комплексные решения автоматизации проектирования и подготовки производства стали в настоящее время одним из главных условий создания единого информационного пространства. Такие решения позволяют осуществлять эффективный обмен информацией, избегая двойного ввода данных и ошибок, сопровождающих внесение информации вручную. В результате обеспечиваются точность расчетов при планировании и управлении производством, сокращение трудозатрат персонала, рост эффективности проектирования и производства.
Центральное морское конструкторское бюро «Алмаз» (г.Санкт-Петербург), созданное в 1949 году, является одним из ведущих в России и в мире предприятий по проектированию быстроходных катеров и кораблей различного назначения. Основной сферой деятельности ЦМКБ является проектирование скоростных ударных катеров, десантных кораблей на воздушной подушке, скоростных патрульных кораблей и катеров.
Практически все новое, что появилось более чем за полвека в советском и в российском скоростном судостроении, создавалось и осваивалось в ЦМКБ «Алмаз». Среди проектов конструкторского бюро достаточно назвать серию ракетных кораблей «Молния», десантный корабль на воздушной подушке «Зубр», ракетный корвет скегового типа «Сивуч», ракетно-артиллерийский катер «Скорпион», а также малый сторожевой корабль (корвет) «Стерегущий», который в настоящее время строится на заводе «Северная верфь».
Ракетный корвет «Сивуч»
В 90-х годах руководители и специалисты «Алмаза» ясно осознали, что без массового использования компьютерных технологий в основной проектной деятельности работать стало невозможно. Как и другие лидеры российского оборонного комплекса, «Алмаз» должен был решать проблемы сохранения своих позиций на отечественном рынке продукции военного и гражданского назначения, а также конкурентоспособности на зарубежных рынках. Процесс использования новых технологий начался с закупки персональных компьютеров, однако установка специализированного ПО была тогда довольно беспорядочной, а пользователи порой применяли совершенно различные системы. Естественно, подобный подход к автоматизации не приносил желаемых результатов, поэтому необходимо было внедрение лицензионного ПО, обучение пользователей, использование опыта специалистов компании — поставщика САПР. Мы провели анализ рынка ПО по следующим критериям:
• функциональные возможности системы проектирования, наличие специализированных библиотек, соответствие отечественным стандартам;
• доступность для освоения с учетом возрастного контингента сотрудников;
• техническая поддержка со стороны разработчика и поставщика.
В итоге мы остановились на программном комплексе КОМПАС от компании АСКОН — известного российского разработчика и поставщика САПР. В 1999 году совместно со специалистами АСКОН был успешно осуществлен пилотный проект по применению систем, в результате чего мы заключили договор на внедрение.
С каждым годом шло расширение использования САПР в конструкторском бюро. В настоящее время мы имеем 100 лицензий чертежно-конструкторской системы КОМПАС-График и системы трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС 3D.
Михаил Викторович Балдовский, начальник группы, 33-й отдел: «Основные задачи нашего отдела — создание трубопроводных систем. Предприятия-контрагенты требуют предоставления документации в электронном виде, что стимулировало массовый переход конструкторов от кульмана за компьютер. При этом возникла проблема быстрого освоения систем автоматизированного проектирования работниками различных специальностей и с разным уровнем компьютерной подготовки. Для решения данной задачи были организованы учебные курсы, в первой части которых предусматривалось преподавание начальных навыков работы с компьютером и операционной системой, а во второй — работа с системой проектирования. Успех решения данных был бы крайне сомнителен без поддержки со стороны поставщика САПР, поскольку оперативность и качество предоставления таких услуг, как обучение, адаптация систем к условиям предприятия, техническая поддержка, проектный мониторинг, — немаловажная часть работы по внедрению САПР. Среди ближайших задач, стоящих перед нашим отделом, можно выделить наследование данных от старой системы, которая обеспечивала ведение состава изделий и охватывала еще несколько отделов, в корпоративную систему управления проектными данными».
Трехмерная модель расположения оборудования в корпусе корабля
Александр Алексеевич Зайцев, ведущий инженер-конструктор, 34-й отдел: «Отдел занимается созданием систем гидравлики, компоновкой гидропанелей оборудования, разработкой валопроводов и систем амортизации. Конструкторская деятельность отдела включает создание принципиальных гидравлических схем, детальную проработку конструкции отдельных узлов, привязку системы к корпусу корабля, протяжку коммуникаций и расстановку оборудования. Для эффективного решения задач по созданию гидравлических схем с успехом используются специализированные библиотеки, содержащие условные обозначения элементов гидравлики. Некоторые элементы заимствуются из библиотеки, поставляемой с системой КОМПАС, а отраслевые судостроительные элементы реализованы в наших собственных библиотеках. Для проработки отдельных узлов и их компоновки в помещениях корабля мы используем средства трехмерного моделирования. Сейчас все работы в отделе выполняются в системе КОМПАС, при этом для точной привязки элементов гидросистем к элементам конструкции корабля необходимо воссоздать эти элементы в «трехмере» по плоским чертежам, переданным из других отделов. После полномасштабного развертывания специализированной судостроительной системы TRIBON планируется организовать работу всех отделов над единой цифровой моделью корабля, что исключит повторные построения элементов конструкции разными отделами».
Трехмерная модель шарового затвора с коллектором
Владимир Леонидович Егоров, инженер-конструктор 1-й категории, 31-й отдел: «Деятельность отдела направлена на решение задач расположения энергетических установок корабля и на разработку сопутствующих систем (водометы, системы газовыхлопа и пр.). Сегодня весь состав отдела, насчитывающий свыше 50 человек, полностью обеспечен компьютерной техникой. Специалистами отдела, активно использующими средства трехмерного моделирования, создан ряд интересных разработок. Особое место занимает модель шарового затвора с коллектором. Параметрическая модель данного узла построена таким образом, что в зависимости от изменения входных параметров (внутренний диаметр трубы газоотвода) происходит автоматический пересчет параметров всей конструкции затвора с последующей автоматической корректировкой сборочных и деталировочных чертежей, а также спецификаций».
Электронный макет, выполненный в системе TRIBON
В последние два года партнерство ЦМКБ «Алмаз» и компании АСКОН вышло на новый этап, так как по мере освоения персональных САПР мы поняли, что для дальнейшего роста эффективности работы проектных подразделений необходимо использовать сетевые технологии, применять современные методы организации коллективной работы.
ИЭТР: описание принципа работы системы
С этой целью в 2001 году в ЦМКБ была создана единая высокопроизводительная компьютерная сеть, к которой могут подключиться 840 пользователей. Мы собственными силами осуществили разработку клиент-серверной системы, предназначенной для ведения баз данных материалов и комплектующих, а также позволяющей формировать судостроительные спецификации и так называемые транспортные массивы (спецификации в определенном формате, предназначенные для автоматизированной обработки АСУ завода — строителя корабля).
Кроме того, в 2002 году ЦМКБ приобрело специализированную судостроительную CAD/CAM-систему TRIBON M2 (Tribon Solution AB, Швеция), которая используется в бюро для электронного макетирования помещений на кораблях новых проектов.
Тогда же стала актуальной задача создания электронного архива, организации документооборота электронной технической документации, взаимодействия с заводами-строителями на безбумажном уровне.
ИЭТР: расположение оборудования в системе
Для исследования вопросов, связанных с CALS-технологиями, были проведены опытные работы с PDM-системами PartY PLUS (АО «Лоция Софт», г.Москва) и Smart Team (IBM). В ходе опытных работ на примере одного из проектов корабля, разрабатываемого в настоящее время в ЦМКБ «Алмаз», были решены следующие задачи:
• разработаны правила построения структуры документации и состава изделия; создана и наполнена примерами данных структура документации и состава изделия;
• настроены электронный архив документации и прикладные программы для работы с электронными документами;
• зарегистрированы пользователи и группы пользователей по административному (отделы) и функциональному признакам (конструкторы, ведущие конструкторы, руководители отделов и т.д.);
• разработаны методы разграничения прав доступа и простановки атрибутов-подписей на объекты проектирования и на документы для пользователей и групп пользователей;
• разработаны типовые маршруты прохождения проектных документов и работ, включая простановку подписей и изменение прав доступа на объекты и документы;
• созданы и заполнены классификаторы;
• осуществлена настройка пользовательских форм для ввода и редактирования данных;
• разработаны отчеты (выходные формы) для формирования выходных документов.
Следует упомянуть и еще одно направление внедрения CALS-технологий — в настоящее время мы активно исследуем возможности формирования интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР), предназначенных для организаций, эксплуатирующих разрабатываемые нами корабли. Разработаны примеры ИЭТР, в том числе в системе TGBuilder (НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», г.Москва).
ИЭТР: карточка каталога оборудования
Отметим, что в настоящее время заказчики уделяют очень большое внимание вопросам информационной поддержки новых кораблей на всех этапах их жизненного цикла. В связи с этим мы приступили к разработке новой продукции — корабельных информационных систем.
В заключение нужно сказать, что применение современных компьютерных технологий помогает ЦМКБ «Алмаз» более эффективно и качественно проектировать корабли, а также строить свои взаимоотношения с заводами на новом, более высоком уровне.
ЦМКБ по-прежнему сохраняет свои позиции ведущей в России организации по проектированию скоростных кораблей и катеров, вносит свой вклад в развитие российского флота.
