2 - 2002

Современные технологии проектирования на ФНПЦ ММПП «Салют»

Виктор Беляев, Анзор Чемия

Несмотря на все трудности 90-х годов, авиационная промышленность России сохранила огромный потенциал, что было убедительно продемонстрировано на прошедшем осенью прошлого года Международном авиационно-космическом салоне «МАКС-2001». Восхищение посетителей вызвали не только изящные контуры летательных аппаратов, но и фигуры сложного и высшего пилотажа, выполненные ведущими летчиками-испытателями.

Но мало кто знал, что за красотой маневров многих самолетов скрывалась мощь двигателей, выпускаемых одним из старейших двигателестроительных заводов России — Федеральным научно-производственным центром Московским машиностроительным производственным предприятием «Салют». Огромный научно-технический потенциал фирмы и грамотная политика руководства позволили предприятию освоить выпуск высокотехнологичной продукции, соответствующей мировым требованиям.

Как известно, для победы в условиях жесткой конкуренции помимо высокого качества продукции необходимо обеспечить не менее высокое качество конструкторской документации. Удовлетворить предъявляемым к ней требованиям сегодня способна только безбумажная технология.

К моменту создания специализированного подразделения — Конструкторского бюро индустриальных газотурбинных установок — у руководства предприятия уже сложилось глубокое убеждение, что работа на кульманах — дело бесперспективное, и максимальные усилия были приложены к оснащению нашего КБ современными средствами вычислительной техники и программным обеспечением.

Заметим, что при переходе от проектирования на кульмане к работе за компьютером неизбежно возникают социальные проблемы. Поскольку бюро формировалось как новое подразделение, в него пришли (и продолжают приходить) люди разного возраста, с различными навыками, стажем работы, степенью конструкторской подготовки. Объем конструкторской документации, выпускаемой КБ, велик, поэтому времени на раскачку не остается и каждый вновь поступивший работник сразу же получает конкретное задание на разработку документации с фиксированными сроками выполнения порученной работы. Если в советские времена в конструкторских подразделениях трудились в основном квалифицированные конструкторы, имеющие большой опыт работы, то сейчас ситуация изменилась коренным образом: на одного квалифицированного конструктора приходится несколько молодых специалистов, только что окончивших вуз или имеющих небольшой (около полутора лет) опыт работы по специальности. Это существенно сказывается на темпах работ.

Вообще, освоение компьютера в целом и системы автоматизированного проектирования в частности людьми, всю свою жизнь проработавшими за кульманом, происходит иногда довольно болезненно. Некоторые опытные конструкторы (как правило, это немолодые люди) считают, что компьютер в процессе проектирования является не более чем дорогой игрушкой. Конечно, имеет место опасение, что освоить систему проектирования очень сложно и придется какое-то время выглядеть перед молодыми коллегами не в лучшем свете. Однако знания и конструкторский опыт этих умудренных жизнью специалистов крайне важны, поэтому выбор легкого в освоении и в то же время достаточно мощного комплекса программного обеспечения стал делом первостепенной важности при внедрении системы автоматизированного проектирования.

Длительный процесс выбора программного комплекса завершился тем, что в качестве системы автоматизированного проектирования в нашем отделе стали использовать связку Unigraphics—КОМПАС. При прочностных расчетах используется также система ANSYS, а в модуле технологической подготовки производства мы внедряем связку Cimatron (подготовка управляющих программ для оборудования с ЧПУ) и КОМПАС-АВТОПРОЕКТ (проектирование техпроцессов). Такое сочетание программных средств выбрано нами не случайно. Некоторые сотрудники нашего отдела ранее работали в Санкт-Петербурге, на Ленинградском металлическом заводе (ЛМЗ). Упомянутый комплекс САПР на ЛМЗ зарекомендовал себя с самой хорошей стороны.

Однако при организации всего процесса конструкторско-технологической подготовки производства одних мощных систем проектирования недостаточно. Сегодня все компьютеры КБ (а это более 100 рабочих мест) объединены в локальную сеть, в которой есть выделенный сервер для хранения электронного архива документов. В качестве системы документооборота мы выбрали КОМПАС-Менеджер. Бюро компрессоров первым внедрило у себя электронный документооборот, а когда система доказала свою работоспособность, ею стало пользоваться все КБ. Теперь в системе КОМПАС-Менеджер ведутся все наши проекты. Не вдаваясь в подробности, можно отметить, что система документооборота, освоенная нашими конструкторами, позволяет работать не только с файлами, созданными в системе автоматизированного проектирования, но и с файлами всех программ, работающих в отделе. В информационную модель проекта легко интегрируются электронные таблицы, текстовые документы, а также любая относящаяся к проекту информация: данные для автоматизации технологической подготовки производства, фотографии, рекламная информация и т.п.

Имея единую программу, руководитель может контролировать работу любого своего подчиненного, формировать структурный состав проекта, просматривать полные спецификации. У него есть возможность отслеживать весь процесс проектирования, оперативно вносить различные коррективы на любой стадии проекта. Схема программного комплекса, реализуемого в нашем конструкторском бюро, приведена на рис. 1.

Разработку наиболее сложных изделий, входящих в состав ГТУ (например, камеры сгорания, входные и выходные устройства), мы ведем в системе Unigraphics, которая во всем мире признана одной из наиболее мощных программ для проектирования машиностроительных изделий. Но здесь есть и оборотная сторона: во-первых, дороговизна этой системы, во-вторых, высокие требования к аппаратному обеспечению, в-третьих, длительное время освоения, и наконец, отсутствие в ее составе чертежного модуля, полностью соответствующего ЕСКД. Поэтому, как уже было сказано выше, весь комплект конструкторской документации мы выпускаем, используя российскую САПР КОМПАС-ГРАФИК 5. Помимо оформления плоских проекций, полученных из Unigraphics, в системе КОМПАС ведется большая часть проектно-конструкторских работ. В состав системы КОМПАС входят модуль плоского параметрического черчения и модуль трехмерного твердотельного моделирования среднего уровня. Последний мы используем для проработки пространственных компоновок не очень сложных узлов, а также для того, чтобы упростить восприятие деталей сложной конфигурации. Помимо базовых графических модулей мы используем ряд прикладных библиотек и электронных справочников — в целях ускорения процесса проектирования. Среди них — система КОМПАС-Spring для расчета пружин сжатия и растяжения, КОМПАС-Shaft Plus для быстрого проектирования деталей — тел вращения и для расчетов механических передач, Библиотека трубопроводной арматуры, Справочник материалов и др. Поскольку все эти модули являются частями общей системы, все они взаимосвязаны, необходимые данные из них передаются в Систему проектирования спецификаций. Используя эту подсистему, мы получаем сборочные чертежи, ассоциативно связанные со спецификацией. Любые изменения состава изделия автоматически отражаются в спецификации.

Конечно, компьютерное проектирование — не самоцель. Важнейшей задачей является использование данных, полученных в КБ, при организации производственного цикла. Эта задача на сегодня компьютеризована в меньшей степени, нежели проектирование. Однако и здесь имеются существенные сдвиги. При составлении управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ мы применяем систему Cimatron, а для автоматизированной подготовки техпроцессов предполагаем использовать систему КОМПАС-АВТОПРОЕКТ. Геометрические данные, полученные по чертежам деталей (контуры, трехмерные модели), через форматы обмена или напрямую передаются в технологические системы, в которых специалисты готовят УП и маршрутные карты.

Безусловно, на пути комплексной автоматизации не все получается сразу, приходится преодолевать как объективные, так и субъективные сложности. Однако все эти проблемы постепенно решаются.

Сегодня у специалистов нашего конструкторского бюро сложилось вполне определенное отношение к применяемым САПР. Если свести их высказывания воедино, то складывается следующее мнение. КОМПАС — пожалуй, единственная в своем роде система, которая не ломает сложившегося за долгие годы работы стереотипа мышления конструктора. Она позволяет ему работать так же, как он привык это делать на кульмане: вначале прочерчивать эскиз, а затем все более детально прорабатывать конструкцию в целом и каждый узел в отдельности (пример чертежа узла приведен на рис. 2). Разрабатываемый узел можно компоновать как «сверху вниз», так и «снизу вверх». К графическим документам применима система параметризации, которая может включаться и выключаться по мере необходимости. Такая технология позволяет конструктору прямо в процессе работы создавать собственную параметрическую библиотеку типовых в данной отрасли машиностроения узлов и деталей. Сейчас любой наш специалист активно реализует свой творческий потенциал, не тратя особых усилий на рутинные операции, которые прежде отнимали так много драгоценного времени. Об универсальности и удобстве программ КОМПАС-ГРАФИК и КОМПАС-3D говорит еще и тот факт, что конструкторы, достаточно хорошо умеющие работать в системе AutoCAD, перейдя на КОМПАС и разобравшись с дополнительными возможностями, которые дает эта система, обратно в AutoCAD уже не возвращаются. 

«САПР и графика» 2'2002