Внедрение «сквозных» технологий проектирования на ГУП «ГМЗ «Салют»
Впоследнее время для предприятий ВПК особенно актуальной стала проблема перестройки технологии проектирования и изготовления электронных систем и комплексов военного и гражданского применения. Настоящий материал представляет собой интервью директора Государственного унитарного предприятия «Государственный московский завод «Салют» Виктора Павловича Олеванова. Оно посвящено опыту решения указанной задачи на одном из ведущих заводов оборонной промышленности России. В беседе также принимали участие: заместитель директора по науке, начальник конструкторского бюро предприятия Виктор Александрович Панин и начальник сектора КБ Александр Александрович Шило.
САПР и графика: Несколько слов об истории вашего предприятия и о нынешнем производстве.
Виктор Олеванов: Завод № 703 был организован в апреле 1942 года. Уже через год на заводе были изготовлены первые приборы управления зенитным огнем, разработчиком которых был НИИ-10, нынешний «Альтаир». Начиная с первых радиолокационных систем для Военно-Морского Флота (типа «Гюйс») и вплоть до 60-х годов завод специализировался на изготовлении разработок «Альтаира». В частности, мы производили несколько типов РЛС дальнего обнаружения для вооружения кораблей ВМФ («Киль», «Кливер» и др.).
Одновременно все больше видов продукции завода выпускалось по документации нашего собственного конструкторского бюро. Среди них — первая трехкоординатная корабельная станция «Восход», целое семейство «Фрегатов» и другие РЛС. Мы выпускали системы управления зенитным огнем, контрольно-измерительную аппаратуру для крылатых ракет морского базирования, а также много и плодотворно работали в области освоения космоса.
Последнее наше достижение — современные модернизированные станции типа «Фрегат», главными конструкторами которых являются Леонид Алексеевич Родионов (ныне покойный), а также Виктор Тимофеевич Ковалев и нынешний начальник конструкторского бюро «Салюта» Виктор Александрович Панин. Большие средства мы затратили на создание систем обработки радиолокационной информации, а также приборов целеуказания и целераспределения и других изделий военной техники.
СГ: Как отразились на вашей отрасли новые экономические условия?
В.О.: Конечно, после распада СССР многие связи были нарушены. Финансовое положение оборонных предприятий ухудшилось. Но нельзя забывать, что в настоящее время наши изделия работают на всех кораблях Военно-Морского Флота. Даже в самое тяжелое время мы не прекращали новые разработки в интересах российского флота и экспорта. Сегодня две принципиально новые радиолокационные станции (типа «Фрегат» и «Пойма») находятся на государственных испытаниях, которые закончатся для одной из них уже в этом году, а для другой — в первом квартале следующего года.
СГ: Какова специфика разработки изделий, выпускаемых на вашем заводе?
В.О.: «Салют» — универсальное предприятие в том смысле, что у нас есть практически все виды производств. Среди них — полный спектр литья и механической обработки, производство печатных плат, специальных пластмасс, керамики, резины и т.д. Разумеется, мы стараемся закупать необходимые комплектующие (крупногабаритные шестерни, титановые узлы и пр.), если это целесообразно.
Что касается технологического уровня, то некоторые из выпускаемых на «Салюте» изделий зарубежные фирмы повторить пока не смогли. Среди них — знаменитые трехкоординатные системы. Здесь дело в наличии научных школ, которыми всегда славилась наша страна. Например, в известном комплексе С-300 установлена вычислительная система, которая по своей идеологии (в вопросах обработки сигналов, ухода от помех и пр.) оставила западные аналоги далеко позади.
СГ: Как на заводе проходит компьютеризация, в частности внедрение САПР?
В.О.: Для координации технологической перестройки на заводе создано подразделение, структурно объединяющее весь парк имеющихся ЭВМ. Отметим, что внедрение новейших компьютерных технологий на «Салюте» постоянно контролируется Правительством России.
Виктор Панин: Внедрение новейших компьютерных технологий в проектирование стало первоочередной задачей полтора года назад, в марте 1999 года. Несмотря на высокий технический уровень выпускаемой продукции «ГМЗ «Салют», как и многие другие заводы ВПК, в смысле внедрения CAD/CAM-технологий занимал место, не подобающее столь важному предприятию оборонной промышленности. В этом вопросе существовало полное взаимопонимание разных служб предприятия.
С самого начала внедрения современных компьютеров на заводе мы попытались применить их в процессе проектирования наших изделий. Сегодня «Салют» созрел для того, чтобы создать полный замкнутый цикл CALS-технологий (Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта) — от разработки до ввода изделий в эксплуатацию — с использованием вычислительной техники. Это касается как проектно-конструкторской и технологической документации, так и программ для станков с ЧПУ, а также всей сопутствующей финансовой и планово-экономической информации.
Александр Шило: Специфика нашего предприятия такова, что главным приоритетом при выборе САПР стало не соотношение «цена/качество», а необходимость реализовать «сквозное» проектирование на нескольких рабочих местах (конструктора, технолога и др.). Литературы по разным САПР много, но сравнение их на предмет оптимальности для условий «Салюта» было нетривиальной задачей.
Решив начать с двухмерного проектирования, мы рассматривали не только общеизвестные КОМПАС и AutoCAD, но и целый ряд других отечественных и зарубежных САПР, ориентированных на персональные компьютеры (и локальные сети из таких ПК). Одни системы привлекали современным интерфейсом, другие — наличием эффектных функций проектирования. Однако все они проигрывали германской САПР CADdy, локализованной в России фирмой ПОИНТ, по первому критерию — поддержке полного цикла работ.
Если бы мы пошли по пути оснащения разных рабочих мест разными САПР, то это, во-первых, привело бы к потере качества при необходимых конвертациях, а во-вторых, потребовало бы от специалистов КБ изучения разных интерфейсов (и даже разных идеологий). Это не только резко увеличило бы затраты на обучение, но и затруднило бы взаимопонимание и взаимозаменяемость разработчиков смежных разделов проекта.
В.П.: Руководство завода решило закупить наборы модулей CADdy EDS—Проектирование печатных плат, а также CADdy—Механика и CADdy—Электротехника. В ближайшее время к ним будут подключаться прикладные модули CADdy для технологов. Тем самым мы избавили себя от «головной боли» и потерь при стыковке частей проекта. Аналогично удалось избежать проблем при передаче чертежей технологам и затем в цеха на станки с программным управлением, так как CADdy позволяет выполнить все эти операции «внутри» системы. Кроме того, используя на заводе SolidWorks для 3D-проектирования, мы передаем технологам, работающим в этой системе, двухмерные электронные чертежи, созданные в CADdy.
Формируемый системой CADdy в процессе проектирования комплект документации, включающий в себя не только разные виды чертежей, но и таблицы, сметы, ведомости покупных для отделов комплектации и снабжения, позволяет завершить эту сквозную технологическую цепочку.
СГ: Были ли у вас трудности с переходом на САПР?
В.П.: Нужно было принять во внимание высокую технологичность и обширную номенклатуру выпускаемой продукции (и соответственно большой объем и сложность документации). Уровень компьютерной подготовки подавляющего большинства специалистов (разработчиков, конструкторов, технологов), фактически простоявших всю жизнь у кульмана, был недостаточным. Для апробации разных модулей CADdy мы закупили 3-4 рабочих места, а проведя обучение и апробацию системы в течение трех-четырех месяцев, доложили директору о необходимости дальнейших закупок. Сейчас у нас 15 рабочих мест CADdy.
Перед внедрением автоматизированного проектирования (и одновременно с этим внедрением) потребовалось обучение персонала с целью коренной перестройки мышления. Занявшись этим, мы последовательно прошли через этапы осознания круга возникающих проблем, выбора конкретной САПР, ее внедрения и последующей «доводки и шлифовки» технологии проектирования при работе в рамках избранной системы. То, что руководство предприятия само поставило задачу перехода на САПР и дало нам возможность пройти все указанные этапы без «больших скачков» — главная причина успеха.
А.Ш.: Конечно, не все в системе нам нравилось. Например, интерфейс 14-й и 15-й версий CADdy не совпадал с нашими представлениями о САПР как об одном из Windows-приложений. В 16-й версии фирма-разработчик ZIEGLER-Informatics GmbH значительно улучшила интерфейс CADdy, но все же он отличается от стандартных Windows-интерфейсов. Тем не менее на первом плане для нас остаются развитые функциональные возможности системы.
Мы не только значительно выиграли в качестве выпускаемых чертежей, но и добились многократного ускорения работ по мере заполнения баз данных CADdy (изделий, элементов чертежа и пр.). Заключенное с компанией ПОИНТ генеральное соглашение обеспечивает полную техническую поддержку (не только «горячую линию», но и другие методы внедрения системы и обучения). Мы сделали upgrade до 16-й версии CADdy и планируем закупить еще порядка 15 рабочих мест в связи с расширением объемов производства на заводе.
В.П.: Говоря о перспективах, необходимо указать на поставленную директором задачу внедрения локальных сетей, связывающих все структурные подразделения «Салюта». Это обеспечит полную стыковку конструкторского бюро с технологами для «озадачивания» их станков с ЧПУ, а также с производственными цехами, где электронные чертежи заменят нынешние бумажные.
В настоящее время на «Салюте», как и на других оборонных предприятиях, актуальна проблема стыковки закупаемых современных программ (для производства) с имеющейся производственной базой, в значительной степени устаревшей. Благодаря тесному сотрудничеству с компанией ПОИНТ нам удалось наладить бесперебойную работу технологической цепи, включающей в себя производство фотошаблонов на фотоплоттере «Минск-2005» (рис. 1) и выполнение программ сверления на станке «СМ-600» (рис. 2).
В перспективе мы, разумеется, заменим оборудование на более современное. Такой переход пройдет безболезненно, поскольку в CADdy EDS имеется обширный перечень драйверов для выхода на периферийное оборудование, включающий в себя практически все производимые сегодня в мире модели фотоплоттеров и фотонаборных автоматов, сверлильных станков, сборочных автоматов и т.д. Имеется также интерфейс со многими используемыми в России и за рубежом компьютерными системами для моделирования «поведения» электронных устройств и разработки соответствующих печатных плат.
СГ: Расскажите подробнее о проектировании в CADdy EDS.
А.Ш.: CADdy EDS 7.0 — это полностью 32-разрядная САПР, позволяющая вызвать на экран произвольное количество окон и, таким образом, одновременно работать с несколькими листами принципиальной схемы, монтажной схемой, автоматически отслеживая изменения состояния печатной платы, фотошаблонов, файлов сверления, масок для пайки и т.д.
Важное преимущество CADdy EDS — возможность быстрого сквозного внесения изменений на любом этапе проектирования и производства печатной платы. Уникальный принцип построения базы данных CADdy EDS позволяет создавать законченный проект, включающий в себя принципиальную схему, печатную плату и всю выходную документацию в режиме реального времени и в рамках единого проекта. При этом изменения, внесенные в принципиальную схему, автоматически отражаются на печатной плате, и наоборот. Они соответственно учитываются во всех выходных данных, в том числе в фотошаблонах, перечне элементов, таблице цепей и т.д.
Работа с системой управления базами данных модуля CADdy EDS очень удобна. Каждый элемент в базе данных включает в себя символ логического элемента, предназначенный для размещения на принципиальной схеме, и символ корпуса, предназначенный для одновременного размещения на монтажной схеме. Для каждого вывода логического элемента установлено его соответствие контактной площадке корпуса. Если учесть, что наименование технических условий вносится в базу данных вместе с элементом, то вся необходимая информация для автоматического формирования перечня элементов вводится уже при создании принципиальной схемы (рис. 3).
При построении принципиальной схемы в CADdy EDS пользователь имеет возможность создавать соединения между элементами в двух режимах: вводить только логические связи в виде «резиновых нитей» или создавать электрические цепи по всем правилам ЕСКД, в том числе с помощью шин. Можно контролировать назначенный разработчиком порядок подключения выводов элементов в цепь (в параметрах цепей установлен атрибут «по точкам»), либо система автоматически оптимизирует длину цепей. Для многолистовой схемы связь между отдельными цепями и шинами, размещенными на разных листах, выполняется с помощью перекрестных ссылок. Отдельные элементы или части схемы могут быть перенесены с одного листа схемы на другой.
Система поддерживает обмен необходимой информацией между соответствующими разделами проекта. Поэтому любые изменения, произведенные проектировщиком в одном из окон (например, добавление новых элементов на принципиальной схеме), немедленно вызывают соответствующие реакции в других окнах. Это особенно важно при разработке чертежей компоновки панелей, блоков, шкафов (рис. 4), для которых не требуется выполнять трассировку плат, а все соединения выполняются навесным монтажом (кабели, жгуты и т.п.).
По любому объекту проекта можно получить полную информацию: о корпусе, о логических элементах, входящих в тот или иной корпус, о цепи (ширина проводника, тип провода, листы схемы, на которых размещена цепь, а также выводы элементов, к которым она подключена), составе шины и т.д. На рис. 5 представлен пример запроса информации об отдельной цепи и о составе шины.
Кроме того, соединения между разъемами печатных плат позволяют создавать схемы соединений (которые являются основой для компоновки плат в блоках), а схемы межблочных соединений — соответствующие компоновки блоков в шкафах (рис. 6 и 7). На основе указанных компоновок разрабатываются механические конструкции (рис. 8, 9, 10). При этом большое значение имеет возможность модулей EDS автоматически отслеживать все производимые изменения.
Подчеркнем, что наличия функций двухмерного проектирования в CADdy EDS достаточно для того, чтобы, не покупая модули машиностроительного черчения, решать все необходимые задачи по созданию чертежей компоновки, деталировочных и прочих, оставаясь в пределах системы и не обращаясь к какой-либо другой САПР. Однако закупленные нами модули CADdy—Механика (со своими базами данных деталей, узлов и пр.) незаменимы при создании сложных двухмерных чертежей.
СГ: Расскажите о перспективах международного сотрудничества.
В.О.: Мы внимательно следим за всеми новостями в нашей области и можем отметить, что находимся на мировом уровне по качеству и стоимости выпускаемых изделий. Разумеется, наряду с установкой оборудования на корабли, поставляемые Росвооружением по экспортным контрактам, с участием специалистов «Салюта» ведется техническое обслуживание радиолокационных комплексов, непосредственно передаваемых зарубежным заказчикам по межправительственным соглашениям.
На недавней выставке в Великобритании мы ознакомились с интересной для нас продукцией нескольких западных фирм и с одной из них заключили договор о сотрудничестве в области СALS-технологий, предусматривающий использование самого современного программного обеспечения при создании сложнейших пресс-форм с помощью электронно-вычислительной техники.
СГ: Желаем вашему предприятию дальнейших успехов.
Материал подготовлен Дмитрием Красковским
«САПР и графика» 11'2000
