САПР для отечественного автопрома

Олег Зыков

Процессы автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства, создание единого информационного пространства на предприятии — эти вопросы приобретают все большую актуальность на современном этапе развития машиностроительной отрасли. Автомобилестроение идет в авангарде этого процесса. В этой статье мы рассмотрим вопросы внедрения и использования автоматизированных систем на предприятиях отечественного автопрома.

За последние 15 лет все отрасли промышленности России и стран СНГ претерпели значительные преобразования. Предприятия испытали вхождение в рынок и, как следствие, изменение условий хозяйствования. В наибольшей степени эти преобразования затронули предприятия машиностроительной отрасли, причем все перемены серьезно отражаются на основной составляющей их деятельности — проведении НИОКР и подготовке производства. От сроков выпуска, качества и точности соответствия требованиям заказчика зависят объемы реализации продукции, а, следовательно, и все будущее развитие предприятия.

Естественный выход в этой ситуации — автоматизация рабочих мест конструкторов и технологов современными системами автоматизированного проектирования (САПР). Чтобы эффективность внедрения такой системы оказалась максимальной, необходимо учитывать целый комплекс требований. Выделим лишь основные: комплексность предлагаемых решений, широкие функциональные возможности, соответствие российским стандартам, удовлетворяющие потребностям предприятия библиотеки и приложения, надежность и защищенность. Комплексность особенно важна — ведь разрозненная автоматизация отдельных рабочих мест повышает эффективность создания изделия, но, увы, ощутимой экономической отдачи не дает. Дело в том, что разработка и подготовка производства сложной, высокотехнологичной продукции — это групповой процесс, в который вовлечены десятки и сотни специалистов. Всю эту работу необходимо контролировать, обеспечивать взаимодействие и параллельное выполнение работ. С такой задачей может справиться только создание единого информационного пространства (ЕИП) предприятия. И вот тут нужно не просто выбрать систему САПР, нужно выбрать стратегического партнера в решении задач комплексной автоматизации производства.

Все чаще российские предприятия находят такого партнера в своем отечестве. Гигант отечественного автопрома — АВТОВАЗ — в представлении не нуждается. В 2002 году предприятие оснастило очередные 300 рабочих мест системами автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства КОМПАС, а общее количество используемых лицензий этой российской САПР превысило 550. Программные продукты были апробированы в крупнейших производствах предприятия, десятки сотрудников прошли обучение и получили возможность ознакомиться с системами непосредственно на своих рабочих местах в процессе повседневного применения. На предприятии было выполнено большое количество проектов, тысячи чертежей деталей и сборок, специалисты дали положительные отзывы о системе.

Разработчиком этого программного обеспечения является российская компания АСКОН, вот уже почти 15 лет работающая на рынке САПР и представленная на нем своими торговыми марками КОМПАС и ЛОЦМАН:PLM.

Тщательный анализ результатов этих работ позволил сделать вывод о целесообразности использования пакета КОМПАС в качестве базовой САПР на ОАО АВТОВАЗ. Следует отметить, что внедрение современных технологий конструирования и подготовки производства на базе лучших отечественных и зарубежных программных средств является одной из важных составляющих в повышении конкурентоспособности продукции предприятия, сокращения цикла проектирования и запуска в производство, снижения количества ошибок и потерь информации на всех этапах конструкторско-технологической подготовки производства.

Следующий пример — ЗАО Производственное объединение "ТРЕК" (г. Миасс, Челябинская обл.) — динамично развивающееся российское предприятие, партнер ГАЗа и АВТОВАЗа. Основное направление деятельности — проектирование и производство шаровых шарниров передней подвески и элементов рулевого управления легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Рис. 1 Работа конструкторского отдела
Рис. 1 Работа конструкторского отдела

Уровень автоматизации конструкторских рабочих мест ПО "ТРЕК" приближается к 100%. Предприятие поддерживает компьютерный парк на актуальном уровне, проводится непрерывная модернизация техники. Вопрос о внедрении САПР возник непосредственно после создания предприятия. Было проведено сравнение различных систем САПР, после которого было принято решение о приобретении российской системы КОМПАС.

Стоит заметить, что уровень знакомства с САПР и компьютером в целом у специалистов был далеко не однородным. Некоторые приходили уже с опытом работы на компьютере, другие переходили с кульмана. Различен и возрастной состав. Если среди конструкторов оснастки он составляет 40-50 лет, то в конструкторской службе — от 23 до 26 лет. Все освоили КОМПАС успешно и активно используют его в повседневной работе. Сказалось как проведение авторизованного обучения, так и то, что система является интуитивно понятной для конструктора.

Рис. 2 3D-модели шаровых шарниров, рулевого наконечника и литьевой формы
Рис. 2 3D-модели шаровых шарниров, рулевого наконечника и литьевой формы

ПО "ТРЕК" придерживается политики использования только лицензионных программных продуктов. На приобретение ПО ежегодно выделяется от 40 до 50% бюджета отдела ИТ. Вложенные средства полностью оправдывают себя, ведь без современной САПР работа на высоком уровне была бы практически невозможна.

Специалисты ЗАО ПО "ТРЕК" продемонстрировали итоги своей работы с КОМПАС на "Конкурсе АСов КОМПьютерного моделирования — 2002», где выступили с моделью литьевой формы для получения пластмассовых деталей методом литья под давлением. Представленная сборка состоит из 48 деталей, количество уникальных деталей — 38.

Рис. 3 Продукция предприятия
Рис. 3 Продукция предприятия

Бывает так, что руководство предприятия, активно сотрудничающее с зарубежными партнерами, испытывает опасения по возможности внедрения российских САПР. И зря! Наглядный тому пример — ЗАО "Инструм-Рэнд" (г. Павлово Нижегородской обл.) — совместное предприятие в рамках транснациональной корпорации "Ингерсолл-Рэнд», головной офис которой находится в США. Продукция — все виды компрессорного оборудования, пневмоинструмент, оборудование для очистки и осушки воздуха, дорожная техника, грузоподъемное оборудование и многое другое.

Рис. 4 Рабочее место конструктора
Рис. 4 Рабочее место конструктора

Предприятие является сегодня основным поставщиком пневмоинструмента для автомобильной и тракторной промышленности, предприятий других отраслей. Его заказчиками являются более двухсот предприятий России, СНГ, Европы и США. В их число входят такие автомобильные гиганты, как General Motors и Ford.

Рис. 5 Трехмерные модели и чертежи мотора серии MRV и пневматического двигателя
Рис. 5 Трехмерные модели и чертежи мотора серии MRV и пневматического двигателя

Выбор средств автоматизации четко вписывался в общую стратегию предприятия — постоянное развитие бизнеса — и необходимость выбора передовых средств автоматизации, в том числе САПР, полностью отвечает этому требованию. При этом важно было наладить процесс обмена конструкторско-технологической документацией в рамках общей структуры международной компании. Выбор САПР шел с тщательным анализом основных программных продуктов, представленных на российском рынке. В результате специалисты остановились на системе КОМПАС.

Рис. 6 Продукция предприятия: рулевая колонка для автомобиля Mercedes, пневматические моторы
Рис. 6 Продукция предприятия: рулевая колонка для автомобиля Mercedes, пневматические моторы

Почему же предприятие американского холдинга выбирает российскую систему? Все просто: ГОСТ в России никто не отменял, СП работает в нашей стране, по российским стандартам. Немаловажной оказалась и цена лицензионной системы, ведь использование нелицензионного ПО просто немыслимо в рамках "Ингерсолл-Рэнд». Следующим критерием была комплексность: предприятию нужно было развивать электронный архив и документооборот, нужна была хорошая технологическая САПР. А главное требование американских учредителей — возможность трехмерного моделирования изделий и совместимость выбранной системы с западными. При этом хотелось, чтобы работу в 3D, как впрочем, и остальные модули, было легко освоить конструкторам. Всем этим требованиям вполне удовлетворяет комплекс систем от АСКОН.

Рассказ можно продолжать долго, поэтому просто перечислим еще несколько предприятий автомобильной отрасли, внедривших у себя комплексные решения автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства: Ликинский автобусный завод (Московская обл., г. Ликино-Дулево), ОАО Ярославский завод дизельной аппаратуры (г. Ярославль), ОАО "ОСВАР" (Владимирская обл., г. Вязники), Завод "Автоштамп" (Украина, г. Александрия).

Говоря об автомобильной промышленности, не стоит забывать и про МГТУ "МАМИ" — ведущий российский вуз, готовящий инженеров для отрасли — он также давно и успешно сотрудничает с компанией АСКОН. Система КОМПАС внедрена в учебный процесс на всех уровнях — начиная с кафедры "Детали Машин" и заканчивая выпускающими кафедрами "Автомобили" и "Тракторы». На базе ИПК работников автомобильной промышленности организован Авторизованный учебный центр, где любой желающий может пройти обучение по системам САПР. Таким образом, наш автопром получает специалистов, уже готовых к работе с современными средствами автоматизации. Так давайте и мы поподробнее остановимся на возможностях комплекса систем.

Базовая система комплекса — КОМПАС-3D

Эра двумерных "плоских" САПР близится к закату, в наши дни трехмерное моделирование уже завоевало большую часть конструкторских бюро. Система КОМПАС-3D позволяет реализовать классический процесс трехмерного проектирования: от идеи к модели, от модели к конструкторской документации.

Рис. 7 Модели корпусных деталей
Рис. 7 Модели корпусных деталей

Основная задача, решаемая системой — моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования. Эти цели достигаются благодаря возможностям:

  • быстрого получения конструкторской документации, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т. д.),
  • передачи геометрии изделий в расчетные пакеты и пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ и систем быстрого прототипирования,
  • создания дополнительных изображений изделий для каталогов и технической документации.

Моделирование изделий можно вести разными способами: "снизу вверх" (используя готовые компоненты), "сверху вниз" (проектируя компоненты в контексте конструкции) или смешанным способом. Система обладает мощным функционалом для работы над проектами, включающими несколько тысяч подсборок, деталей и стандартных изделий. Она поддерживает все возможности трехмерного твердотельного моделирования, ставшие стандартом 3D САПР среднего уровня.

Рис. 8 Сборочная модель двигателя
Рис. 8 Сборочная модель двигателя

По созданной трехмерной модели автоматически генерируются ассоциативные виды (в том числе разрезы, сечения, местные виды, виды по стрелке). Система изначально спроектирована на полную поддержку стандартов ЕСКД и позволяет оформлять чертежи, спецификации и текстовые документы в полном соответствии с ГОСТ.

КОМПАС обладает функционалом, позволяющим организовать совместную работу с другими системами САПР — CATIA, Unigraphics, Solidworks и т. п. — с помощью функций импорта/экспорта форматов DXF, DWG, IGES, SAT, XT, STEP. Также поддерживается экспорт в форматы VRML, STL, а также в растровые форматы TIFF, GIF, JPEG и др.

Рис. 9 Конструкторская документация: чертежи, спецификации, текстовые документы
Рис. 9 Конструкторская документация: чертежи, спецификации, текстовые документы

КОМПАС-3D постоянно развивается, пополняется новыми специализированными продуктами — библиотеками, модулями, конверторами. Из недавних новинок отметим систему подготовки электронных каталогов запчастей и технических руководств КОМПАС-КАТАЛОГ, систему безопасности данных КОМПАС-ЗАЩИТА, новые версии интегрированной системы моделирования тел вращения и механических передач КОМПАС-SHAFT 3D и системы проектирования пружин КОМПАС-SPRING.

В завершении краткого обзора системы отметим еще одну важную характеристику: КОМПАС-3D V6 сертифицирован в системе Госстандарта РФ.

Комплексность — требование времени

Как уже было сказано выше, просто оснастить рабочие места конструкторов системой САПР — уже, безусловно, хорошо, но не совсем достаточно. Время требует выхода на новый виток в развитии. Система САПР должна быть частью мощного комплекса автоматизированных систем PLM/CAD/CAM/CAE, призванного интегрировать разрозненные рабочие места в единую систему подготовки производства. Используя комплекс систем, конструкторы, технологи, специалисты и руководители плановых отделов организуют коллективную работу над проектами, что позволяет значительно сократить сроки подготовки производства.

Такой комплекс систем должен иметь в своем составе следующие компоненты:

  • ядро — система управления инженерными данными (PDM — Product Data Management), содержащая всю информацию об изделиях, обеспечивающая прозрачный информационный обмен документацией,
  • набор единых баз данных (справочников), к которым обращаются остальные компоненты комплекса,
  • системы автоматизации конструкторской подготовки производства (CAD — Computer Aided Design),
  • системы автоматизации технологической подготовки производства, инженерные расчетные пакеты, системы подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и т. д. (CAM/CAE — Computer Aided Manufacturing/Engineering).

Давайте познакомимся с работой такой системы на примере комплекса КОМПАС V6. Ядром является система управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM, основанная на идеологии поддержания непрерывного жизненного цикла изделия (PLM — Product Lifecycle Support Management). Работа совместно с этой системой обеспечивает принятие решений в режиме реального времени, резкое сокращение сроков согласования, утверждения, передачи документации, наличие четкой обратной связи. Конструкторы создают геометрическую модель изделия и подготавливают комплект конструкторской документации. При проектировании изделия КОМПАС-3D в автоматическом режиме передает информацию о его составе в ЛОЦМАН:PLM, где и ведется дальнейшая работа с составом изделия. Последний является актуальным для всего предприятия. В том случае, если конструктор проводит изменения, удаляет или добавляет компоненты в конструкцию, происходит согласование с составом изделия в системе ЛОЦМАН:PLM.

Рис.10 Система управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM
Рис.10 Система управления инженерными данными ЛОЦМАН:PLM

По мере наполнения состава изделия конструкторскими данными технологи начинают технологическую проработку конструкции в системе КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, определяют маршрут изготовления и оценивают потребность в средствах технологического оснащения, разрабатывают маршрутно-операционную технологию.

Когда пользователь работает в системе технологического проектирования КОМПАС-АВТОПРОЕКТ, функционал КОМПАС-3D используется без выхода из программы технологического проектирования. В случае если необходимо оперативно изменить геометрию, можно вызвать функцию редактирования непосредственно из КОМПАС-АВТОПРОЕКТ.

Рис.11 Система технологического проектирования  КОМПАС-АВТОПРОЕКТ
Рис.11 Система технологического проектирования КОМПАС-АВТОПРОЕКТ

При этом все компоненты комплекса обращаются за стандартизованной информацией к единым справочникам: материалы и сортаменты, стандартные изделия, единицы измерения, оборудование и инструмент и т. д.

Тем самым внедрение целого комплекса систем обеспечивает создание единой среды совместной разработки, создание структурированного электронного описания изделия. И в итоге позволяет превратить электронные данные об изделии в важнейший бизнес-ресурс предприятия, который обеспечивает разработку и сопровождение конкурентоспособной продукции, сокращая время ее выхода на рынок, повышая качество и снижая затраты на проектирование, производство и поддержку.

Описанные в начале статьи "ТРЕК" и "Инструм-Ренд" в настоящее время также вплотную занимаются вопросами комплексной автоматизации. Этот вопрос становится особенно актуальным, поскольку сложность разработок постоянно возрастает. Специалисты предприятий надеются, что внедрение такого комплекса систем позволит снять ряд вопросов по планированию работ, взаимодействию между отделами, работе с объемными проектами.

Итак, мы разобрали современный программный комплекс, обеспечивающий предприятию в целом значительное сокращение сроков подготовки производства, трудовых и материальных затрат. В следующей статье мы подробнее остановимся на базовой системе комплекса — КОМПАС-3D, к тому же разработчики готовы порадовать нас новой версией системы — V6 Plus.


Другие статьи...

Вход на сайт

E-mail:
Пароль:
  Я не помню пароль.

Восстановление пароля

E-mail:
На указанный при регистрации email будет отправлено письмо с паролем