ГлавнаяНаука и производствоСубконтрактацияТовары и услугиВесь Татарстан
 87 инновационных проектов
224 научно-технических вопросов
79 предложений НИИ, КБ, ВУЗов 
206 предприятий предлагают свои услуги
1669 производственных заказов 
2415 фирм предлагают свои товары и услуги
220916 товаров и услуг на нашем сайте 
11760 визитных карточек
предприятий и организаций
 
Интернет-магазин по продаже невостребованного и неликвидного имущества Продажа и аренда промышленного оборудования Электронная торговая площадка ОАО
CAD/CAM/CAE/PDM системы

6 августа 2010 года на территории ФГУП «НПО «ГИПО» прошло совместное заседание Коллегии Министерства промышленности и торговли Республики Татарстан и Совета Ассоциации предприятий и предпринимателей Республики Татарстан «Об итогах работы промышленных предприятий Республики Татарстан в 1-ом полугодии 2010 года и опыте  внедрения информационных технологий в проектирование и производство на республиканских предприятиях»

 На заседании выступили:

  • Министр промышленности и торговли Республики Татарстан Р.Х.Зарипов,
  • Президент Ассоциации предприятий и предпринимателей Республики Татарстан А.П.Лаврентьев,
  • генеральный директор ОАО «ICL-КПО ВС» В.В.Дьячков,
  • генеральный директор  ФГУП «НПО «ГИПО» В.П.Иванов,
  • начальник отдела перспективных разработок ОАО «ОКБ «Сокол» А.В.Худошин,
  • начальник управления информационных технологий ОАО «Казанский вертолетный завод» А.Ю.Лысов,
  • начальник отдела информационных технологий ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение» Д.В.Ляшев,
  • проректор по научной работе  Казанского (Приволжского) федерального университета Д.К.Нургалиев,
  • заведующий кафедрой технологии машиностроения КГТУ им. А.Н.Туполева А.Р.Абзалов.

Применение современных информационных технологий в разработке и производстве оптико-электронных систем

в "НПО ГИПО"

Скачать

(pdf 1,01Mb)

Внедрение PLM ОКБ "Сокол"

Скачать

(pdf 1,31Mb)

Автоматизация процессов конструкторско-технологической подготовки производства

на ОАО "Казанский вертолетный завод"

Скачать

(pdf 1,93Mb)

Автоматизированная система управления подготовкой производства на ОАО "КМПО"

Скачать

(pdf 1,21Mb)

CAD/CAM/CAE/PDM системы

Традиционно существует деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Cледует отметить, что это деление является достаточно условным, т.к. сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

Системы нижнего уровня предназначены для автоматизации создания текстовой и чертежной документации, используемой в производстве, а также для решения отдельных задач подготовки управляющих программ для оборудования с ЧПУ. По своей сути системы нижнего уровня являются компьютерным аналогом кульмана, и эффект от их применения сводится к повышению качества и точности подготовки конструкторско-технологической документации. К системам нижнего уровня можно отнести такие системы, как КОМПАС-График и AutoCAD. В виду их существенной ограниченности, ассортимент систем нижнего уровня в последние годы сильно сократился, но некоторые системы по-прежнему сохранили свою актуальность и востребованность как необходимое дополнение к системам среднего и верхнего уровня. CAD-системы нижнего уровня (например, AutoCAD LT, Medusa, TrueCAD, КОМПАС, БАЗИС и др.) применяются только при автоматизации чертежных работ.

Системы среднего уровня представляют на сегодняшний день самый широкий спектр решений, развившийся как более функционально продвинутая альтернатива набору систем нижнего уровня. Особенностью систем среднего уровня является то, что в основе их функционирования лежит применение методов трехмерного моделирования (твердотельного и/или поверхностного). Отличительной чертой систем среднего уровня является их узкая ориентация на определенный класс задач: конструирование изделий и подготовка конструкторской документации, моделирование механообработки определенного типа и разработка техпроцессов, выполнение определенного типа анализа.

Системы среднего уровня ограничены как в возможностях геометрического моделирования, так и в функциональном отношении, однако более всего они ограничены в вопросах обеспечения взаимодействия с другими системами.

Основное назначение систем среднего уровня можно описать как универсальный инструмент для быстрого создания несложных моделей, подготовки и выпуска чертежей. Системы среднего уровня не имеют специализированных приложений для решения специфических задач подготовки производства, таких, например, как проектирование и изготовление оснастки, анализа и оптимизации конструкции. Для решения задач уровня предприятия необходимо комбинировать различные системы, а так же дополнять системы среднего уровня более специализированными системами нижнего уровня. И хотя разработчики и поставщики систем среднего уровня заявляют об их тесной интеграции между собой и возможности таким образом автоматизировать с их помощью все инженерные работы современного машиностроительного предприятия, выстроить на их основе единый комплекс не удается. Причиной тому является отсутствие ассоциативной связи между разнородными системами. Это означает, что однозначно из системы в систему передается только геометрические данные.   Данные же топологические (т.е. методика разработки проекта) и структурные (иерархия проекта, структурные связи между его компонентами) между системами не передаются в виду разнородности их математических моделей (ядер). То же самое касается и внутренней информации об изделии: каждая система хранит внутри себя собственную копию математической модели, в которой содержится информация о размерах, допусках точности и т.д., не доступная для других систем. В этом случае, помимо передачи геометрии из системы в систему через стандартный интерфейс, необходимо передавать еще и подробную чертежную документацию, связанную с моделью только ФОРМАЛЬНО. В случае, если при передаче чертежа в нем была обнаружена и исправлена ошибка, то это может не найти своего отражения в модели, т.к. по сути это совершенно разные, не связанные друг с другом единицы информации.

Нужно отметить, что ряд систем среднего уровня формально предлагают автоматизацию всех видов конструкторско-технологической подготовки производства. Но в данном случае речь идет скорее об автоматизации отдельных видов работ на каждом участке цикла "проектирование-производство" - по сути, обычный кульман заменяется электронным без привнесения качественно новых методов работы. Повышение эффективности работы при таком подходе происходит весьма незначительное при полном отсутствии перспектив для ее повышения.

В общем можно рассматривать процесс автоматизации всего предприятия, проводимый с использованием систем среднего уровня, как процесс насыщения подразделений разнородными средствами от разных разработчиков и поставщиков, что приводит к возникновению проблем иного рода: трудности с передачей данных из одной системы в другую, многократное дублирование данных без возможности контроля их соответствия, обучение специалистов использованию нескольких систем одновременно.

При таком подходе теряется ответственность отдельного поставщика или исполнителя за конечный результат внедрения или какой-либо работы.

Ограниченная функциональность систем среднего не позволяет эксплуатировать такие пакеты в промышленном масштабе вынуждает даже малые предприятия переходить на более эффективную технологию.

В настоящее время на рынке широко используются два типа твердотельного геометрических ядра (Parasolid от фирмы Unigraphics Solutions и ACIS от Spatial Technology). Наиболее известными CAD/CAM-системами среднего уровня на основе ядра ACIS являются: ADEM (Omega Technology); Cimatron (Cimatron Ltd.); Mastercam (CNC Software, Inc.); AutoCAD 2000, Mechanical Desktop и Autodesk Inventor (Autodesk Inc.); Powermill (DELCAM); CADdy++ Mechanical Design (Ziegler Informatics GmbH); семейство продуктов Bravo (Unigraphics Solutions), IronCad (VDS) и др.

К числу CAD/CAM-систем среднего уровня на основе ядра Parasolid принадлежат, в частности, MicroStation Modeler (Bentley Systems Inc.); CADKEY 99 (CADKEY Corp.); Pro/Desktop (Parametric Technology Corp.); SolidWorks (SolidWorks Corp.); Anvil Express (MCS Inc.), Solid Edge и Unigraphics Modeling (Unigraphics Solutions); IronCAD (VDS) и др.

Системы верхнего уровня предлагают наиболее полный набор функциональных возможностей и инструментальных средств для автоматизации всего цикла проектирования и подготовки производства продукции. Примерами CAD/CAM-систем верхнего уровня являются Pro/Engineer, Unigraphics, CATIA, EUCLID, I-DEAS (все они имеют расчетную часть CAE). Все системы верхнего включают средства автоматизированного конструирования, технологической подготовки производства и средства автоматизации инженерных расчетов. Каждая из систем базируется на собственном геометрическом ядре, и способна решать широкий спектр задач проектирования и подготовки производства вне зависимости от сложности проектируемых изделий.

Системы верхнего уровня являются наиболее универсальными, они допускают работу различных групп пользователей над одним проектом совместно и управления данными на уровне рабочих групп. Такие системы содержат различные прикладные модули, которые связаны между собой.

Сказать однозначно, что та или иная система лучше не представляется возможным. Есть большое количество косвенных критериев, таких как коммерческий успех системы или конкретный опыт использования на родственных предприятиях, по которым можно сделать выбор для корпорации.

На сегодняшний день основными критериями выбора той или иной системы являются:

полнота функциональных возможностей (включая адаптацию к отечественным стандартам);

наличие уникальных функций, жизненно необходимых предприятию либо имеющих очень важное значение (например, оптимизационное моделирование или интеграция с САПР электроники);

средняя стоимость одного рабочего места;

простота интерфейса и легкость освоения (включая наличие необходимых учебников и справочников на русском языке).

 

PDM  Product Data Management (Управление данными об изделиях), категория программного обеспечения, позволяющая сохранять данные об изделии в базах данных. К данным об изделии прежде всего относят инженерные данные, такие как CAD-модели и чертежи, цифровые макеты, спецификации материалов. Система PDM позволяет организовать совместный доступ к этим данным, обеспечивая их постоянную целостность, вносить необходимые изменения во все версии изделия, модифицировать спецификацию материалов, помогать конфигурировать варианты изделия. Система PDM в качестве интегрирующей подсистемы используется на протяжении всего жизненного цикла изделия в рамках концепции управления этим циклом (PLM). Большинство PDM-систем позволяют одновременно работать с инженерными данными, полученными от разных CAD-систем.

В CAD-системе реализуются:

-Проектирование и разработка

-Промышленный дизайн и ре-инжиниринг

-Проектирование электрических систем

-Проектирование механических систем

В CAM-системе реализуются:

-Инструмент и оснастка

-Механообработка

-Контроль и верификация

В CAE-системе реализуются:

-Инженерный анализ и оптимизация

-Оптимизация конструкции с учетом конструктивных, технологически и эксплуатационных требований.

 

 

Цели внедрения

 

Основные причины

  • Недостаточная эффективность освоения производства новых изделий:
    • Слабая управляемость процессом подготовки производства.
    • Длительные сроки освоения производства новых изделий.

Задачи поставленные при внедрении

  • Создание комплексной системы автоматизации подготовки производства и интеграция с имеющимися автоматизированными системами.
  • Получение электронного описания состава изделий и технологии производства.
  • Совершенствование организационной структуры подготовки производства.

CAD/CAM/CAE-системы занимают особое положение среди других приложений, поскольку представляют индустриальные технологии, непосредственно направленные в наиболее важные области материального производства. В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM/CAE-систем. За последние годы CAD/CAM/CAE-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа. Даже для такого относительно несложного изделия, как телефон, стоимость прототипа может составлять несколько тысяч долларов, создание модели двигателя обойдется в полмиллиона долларов, а полномасштабный прототип самолета будет стоить уже десятки миллионов долларов.

Например, широко известен проект разработки компанией Shorts Brothers фюзеляжа для самолета бизнес-класса Learjet 45 при помощи современных CAD/CAM/CAE-систем. Результаты выполнения проекта просто впечатляют.

Ранее компания Shorts использовала в проектно-конструкторских работах проволочное моделирование деталей. В создаваемых Shorts Brothers фюзеляжах самолетов обычно насчитывалось до 9500 структурных деталей. Подобные проекты могли потребовать более 440000 человеко-дней (до 4-х лет для завершения проекта).

Фюзеляж Learjet 45 оказался не только наиболее сложным среди существующих, но и был разработан в значительно меньшие сроки (на 40%), чем его предшественники. Кроме того, примерно в 10 раз было улучшено качество деталей и самой сборки фюзеляжа, а общее число деталей сокращено на 60% (при снижении объема основных переделок на 90% по сравнению с предыдущими проектами). В целом, компания Shorts смогла уменьшить число компонентов с 9500 до 3700 (на 60%). Полное время на проектирование и технологическую подготовку производства было сокращено до 125000 человеко-дней. Общее время разработки и технологической подготовки производства до 60000 человеко-дней, а весь цикл разработки типового фюзеляжа сократился с 4-х лет до 1,5-2 лет.

 

Сравнительный анализ CAD/CAE/CAM - систем

 

Данный сравнительный анализ CAD/CAM-систем был выполнен для выбора системы, позволяющий повысить производительность конструкторского бюро по выпуску конструкторской и технологической документации (КД и ТД), снижение сроков подготовки металлообрабатывающего производства, организация нового производства штампов и пресс-форм. Рассмотрим CAD/CAM-системы, распространенные на российском рынке. При составлении перечня учитывалась информация российской прессы, печатные материалы фирм-разработчиков и отзывы пользователей СНГ.

Перечень в алфавитном порядке имеет следующий вид:

•ADEM v 6.1 Trial

•AutoCAD v 2002

•СADDS v 5

•Компас v 6.

•MicroStation Modeler 95

•Pro/Engineer v 2000i

•SolidEdge v 6.0

•SolidWorks v 99

•T-Flex v 7.0

•Unigraphics v.15

Указанные выше задачи разделим на 20 подзадач.

1. Плоское моделирование

2. Черчение

3. Объемное моделирование

4. Создание объемных сборок

5. Создание чертежа по трехмерной модели

6. Генерация технологической документации

7. Редактирование сканированного изображения

8. Средства созданий прикладных САПР

9. Механообработка по 2D-модели

10. Механообработка по 3D-модели

11. Фрезерование 2x; 2,5x

12. Фрезерование 3x

13. Фрезерование 5x

14. Фрезерование многопозиционное

15. Электроэрозия 2x, 4x

16. Точение

17. Сверление

18. Адаптация системы к станочному парку

19. Поддержка отечественных стандартов

20. Поддержка пользователей «горячей линии»

                Для исследования возможностей продуктов предпринимались попытки решения ряда примеров, характерных для данных подзадач.

                Например, для разделов «Черчение» и «Поддержка отечественных стандартов» предлагалось выполнить чертежи в соответствии с правилами ЕСКД. Для «Объемного моделирования» выполнялось несколько характерных моделей. Для «2,5x-фрезерования» были подготовлены примеры карманов с вертикальной и криволинейной стенками. Для «Объемного фрезерования» были подготовлены модели элементов пресс-форм. В разделе «Адаптация к станочному парку» рассматривались библиотеки постпроцессоров в первую очередь применительно к отечественным системам управления станками. Также производились попытки написания своих постпроцессоров. «Создание прикладных САПР» исследовалось теоретически по документации. Для оценки «Редактирования сканированного изображения» предлагалось внести изменения в текст и графику сканированного чертежа формата A1 с последующим выводом на плоттер. «Поддержка пользователей» проверялась по качеству русскоязычной документации и HELP. Важным показателем являлось также наличие представительства в России и доступность телефонной и e-mail-связи.  Качество систем оценивалось по трехбалльной системе. Наивысший балл присваивался в том случае, если все поставленные тесты выполнялись. Частичное выполнение засчитывалось как удовлетворительное. Невыполнение всех тестов выносило оценку «плохо». При окончательном формировании оценки учитывались также личные впечатления специалистов, испытывавших систему, и время на освоение и решение задач.

 Таблица 1.

Сравнительный анализ функциональных возможностей CAD - CAM систем

 

 

+ реализация соответствующей функции достаточна для решения задачи;

± неполная возможность использования или функциональная особенность, требующая доработки;

– отсутствие данной возможности в системе, либо функциональность не соответствует современным требованиям;

* создание объемных сборок производится не в 3D-моделировщике, а в специализированных модулях.

 

Для косвенной проверки полученных результатов было изучено позиционирование систем в структуре российских предприятий.

               При этом рассматривалась обобщенная структура, традиционно состоящая из следующих подразделений:

•        проектное бюро (ПБ) — создание общих видов, общей компоновки;

•        конструкторское бюро (КБ) — конструирование, выпуск КД;

•        технологическое бюро (ТБ) — создание техпроцессов, выпуск ТД;

•        отдел ЧПУ — программирование станков с числовым программным управлением.

       Для каждого продукта рассматривался доступный список официальных пользователей любых версий системы. Оценка отражает лишь распределение внутри списка для каждого продукта и ни в коей мере не показывает соотношение частоты применения различных продуктов.

 Таблица 2.

Анализ применимости CAD - CAM систем

 

 

Основные проблемы проектов внедрения автоматизированных систем в России

 

Большинство технических проектов терпят неудачу, с точки зрения достижения целей проекта.

Но все ли проекты внедрения автоматизированных систем успешны с точки зрения достижения поставленных целей? Исследования показывают, что:

  • 46%  - Проектов не успешны,
  • 19% - Прекращены по тем или иным причинам,
  • и только 35% -  успешны.

 В чем причина такой высокой доли неудач?

Из диаграммы видно, что на наиболее критикуемую коррупционную составляющую, в совокупности с другими внешними и внутренними факторами, на которые сложно повлиять, приходится всего 17% источников проблем. Львиную долю проблем 83% составляют внутренние проблемы:

  • Недостаточное внимание к проекту со стороны руководства (40%)
  • Отсутствие четких целей (17%)
  • Хаотические бизнес-процессы (14%)
  • Неготовность к изменениям (12%)

То есть как раз те проблемы, на которые можно и нужно влиять.

Причин неудач много, но сегодня мы хотим выделить три основные, на наш взгляд базовые причины неудач.

 

Ключевая причина №1

PDM/PLM проекты рассматриваются как способ решения задачи повышения индивидуальной производительности труда конструкторов и технологов. При этом без внимания остаются вопросы взаимодействия специалистов в процессе разработки, неизбежные итерации при проектировании изделий, большое количество подразделений задействованных в процессе разработки на разных стадиях и в разных ролях и.т.п.  При этом индивидуальная производительность труда увеличивается в несколько раз, а сроки разработки изделий сокращаются незначительно.

Ответ лежит в плоскости управления разработкой, когда необходимо отказаться от традиционно линейно-функциональной модели управления и использовать технологии проектного управления.

Для получения максимального эффекта необходимо:

  • Управление работами, ресурсами (проектное управление)
  • Применение новых, подходящих конкретному предприятию методов проектирования, например, т.н. групповая разработка, параллельное проектирование.

 

Ключевая причина №2

Традиционно бытует мнение, что для достижения результата достаточно закупить мощные компьютеры, современное брэндовое программное обеспечение, обучить пользователей, и скорость и качество разработки начнут расти.

 

 Но опыт показывает, существенно большие результаты получаются, когда удается:

 Правильно выстроить систему мотивации, при которой техническим специалистам ВЫГОДНО будет работать на общую цель всего предприятия,

  • Выстроить грамотную систему управления проектами, которая позволит прогнозировать и предотвращать все “нестыковки” по срокам, бюджетам и ресурсам, гарантировать удачное завершение проекта разработки нового изделия, в плановые сроки и в рамках определенного бюджета.
  • Оптимизировать процессы ТПП, включая взаимодействия с другими службами предприятия, с тем чтобы не было потерь времени, лишних петель согласования, дублирования функций и т.д.
  • Снизить вариативность на входе и на выходе технических специалистов, т.е. в разумных пределах ограничить простор творчества и сделать результаты более предсказуемыми и управляемыми.

Если рассматривать процесс разработки изделия в целом, то время которое занимают работы конструкторов и технологов непосредственно в САПР составляют 10-15% всего времени. Соответственно, приобретая современное программное обеспечение для технических специалистов мы получаем выгоду в рамках этих 10-15%.

Все этапы, в которых существуют основные потери, как правило, остаются неизменными. Организационные меры, мотивация и изменения технологии проектирования напрямую направлены на устранение потерь в рамках оставшихся 85-90% длительности разработки.

 

Ключевая проблема №3.

PDM/PLM внедряется как замкнутая самодостаточная система без связки с производством и закупками. Максимум того, что встречается в качестве связки – это передача данных в систему управления производством.

В результате:

  • Неактуальность данных порождает многочисленные замены “на коленке”, либо доскональные затяжные изменения с выпуском ИИ (когда до 70% покупных и материалов  закупается по КР (картам разрешения), т.е. конструктора и технологи не согласовывают с отделом снабжения возможность закупки).
  • Конструкторские сборки не соответствуют технологическим узлам, реально собираемым на производстве.
  • Из-за обгона старым извещением нового на маршруте утверждения, вместо корректных изменений выполняются некорректные, в результате чего изделие не собирается.
  • При проектировании не учитываются возможности производства.

В первую очередь, при возникновении проблем с поставками или качеством или превышением бюджета, причины ищут в производстве. Именно поэтому ERP-система, как правило, приходит на предприятие в первую очередь. Очень скоро выясняется, что она не может полноценно работать без качественных (актуальных, вовремя подготовленных) данных из ТПП. Производство так же страдает. Корень проблемы – качество Технической подготовки производства – чем она проведена полнее и качественнее, тем меньше проблем в производстве. На данном слайде наглядно представлен уровень ТПП и его пересечение с производством и ТПП: При равном объеме работ, чем больше площадь сечения красного треугольника,  описывающего уровень ТПП, тем меньше площадь, остающаяся на производство, тем, соответственно меньше “лихорадит” производство от  некорректных и неактуальных инженерных данных.

 

 продолжение на стр.2

Стр. 2

Заказы предприятий Республики Татарстан Конкурсы и тендеры ОАО Программа инновационного развития ОАО Размещение рекламы на сайте
Проект разработан Государственным Некоммерческим Фондом «Центр Производственной Субконтрактации Республики Татарстан»
по заказу Министерства промышленности и торговли Республики Татарстан
Рейтинг@Mail.ru