Август 2015 | PLM Эксперт PLM Эксперт...возможности программного обе-спечения Siemens. Ан-178 — сред-ний транспортный

1

Август 2015 | PLM Эксперт

PLM ЭкспертИнновации в промышленности

Август 2015 | www.siemens.ru/plm

Вызов как стимул развития

Крутой разворот

Инновационный подход

От виртуальной модели до выхода в открытый космос

PLM Эксперт | Август 2015

PLM ЭкспертВоплощаем инновацииSiemens PLM Software История, традиции, успех


46 Роскошь и передовые технологии, воплощенные в автомобиле Роль дигитализации в производстве автомобилей Maserati

52 Проектирование композитных изделий «АэроКомпозит» автоматизировал проектирование и подготовку производства конструкций из полимерных композиционных материалов

58 На шаг впереди Организация коллективной работы глобального виртуального предприятия

26 Стратегический по значению, грандиозный по сложности Интервью руководителей ОАО «ПМЗ» о роли программных средств в решении задачи создания и серийного производства авиадвигателя ПД-14

36 Брак на производстве: исчезающий вид? Завод электроники Siemens в г. Амберг — пример создания современного цифрового предприятия

42 Увидеть лес за деревьями О преимуществах системной инженерии и перспективах развития этого направления

Содержание

2 Новости

6 Вызов как стимул развития Интервью вице-президента, генерального менеджера Siemens PLM Software В.Е. Беспалова

12 Крутой разворот в автопроме Концерн Daimler завершил миграцию всех подразделений на систему автоматизированного проектирования NX

14 От виртуальной модели до выхода в открытый космос Дигитализация открывает новые возможности для бизнеса

20 Инновационный подход Интервью директора НОЦ «Экспери-ментальная механика» ЮУрГУ П.А. Тараненко

НА ОБЛОЖКЕ: Симуляция стыковки Dream Chaser с МКС

2


Новейший транспортный самолет Ан-178 производства ГП «Антонов» спроектирован с применением ли-дирующих в отрасли систем NX™ и Teamcenter® от Siemens PLM Software в рекордно короткие сроки. Ан-178, совершивший свой первый испыта-тельный полет в мае 2015 года, был спроектирован и создан всего за три года. По скорости, высоте и эффек-тивности полета Ан-178 существен-но превосходит своего ближайшего конкурента. В числе уникальных конкурентных преимуществ — спо-собность перевозить все типы паке-тированных грузов, включая мор-ские контейнеры, а также взлетать и приземляться на грунтовых непод-готовленных аэродромах. Успешная реализация проекта соз-дания Ан-178 в рекордно короткие сроки продемонстрировала конку-рентные преимущества решений Siemens и высокий профессиональ-ный уровень команды технической поддержки, объединившей инжене-ров Siemens и консалтинговой груп-пы Борлас.

Одним из ключевых факторов успе-ха явился высокий профессиональ-ный уровень специалистов ГП «Ан-тонов», которые смогли в полной мере реализовать потенциальные возможности программного обе-спечения Siemens. Ан-178 — сред-ний транспортный самолет грузо-подъемностью 15-18 тонн, предназначен для замены устарев-ших транспортных самолетов Ан-12. Он создан в сотрудничестве с ком-паниями из 15 стран мира. Его ско-рость достигает 825 км/час, высота полета — 12 км, дальность поле-та — 5500 км.

Меморандум о взаимопониманииКомпании ЗАО «ГидроИнжиниринг Сибирь» и Siemens PLM Software подписали Меморандум о взаимопонимании

Документ подтверждает намерение сторон объеди-нить усилия для реализации совместных проектов и разработки перспективных сфер сотрудничества. Среди приоритетных направлений — создание усло-вий для развития технологий управления жизнен-ным циклом энергообъектов. Партнеры планируют выстроить взаимодействие в части обмена информа-цией по новым продуктам и технологиям, имеющим-ся в области PLM-технологий. «Мы уверены, что опыт Siemens PLM Software будет полезен для оптимиза-ции бизнес-процессов наших заказчиков. Подписан-ный меморандум будет способствовать эффектив-ной реализации совместных с Siemens PLM Software инициатив, подготовке предложений для развития наиболее значимых проектов в энергетической от-расли», — отметил Андрей Рябцев, первый замести-тель генерального директора по развитию ЗАО «Ги-дроИнжиниринг Сибирь». Также компании рассматривают возможность совместных разработок для проектов по автоматизации.

Скорость, высота, эффективность

Ан-178 на Международном аэрокосмиче-

ском салоне Ле Бурже-2015

3


Модернизация производства позво-лит снизить себестоимость и увели-чить объемы выпуска продукции, повысить производительность тру-да, экологичность и энергоэффек-тивность производства на «Авиаа-грегате». Это предприятие, входящее в состав холдинга «Техно-динамика», приступило к внедре-нию системы сквозной конструктор-ско-технологической подготовки производства на платформе про-граммного обеспечения Siemens PLM Software. Использование новей-ших технологий для управления жизненным циклом изделия позво-лит успешно решать задачи повы-шения операционной эффективно-сти и конкурентоспособности компании.

Новый этап развития систем интел-лектуального анализа данных об изделии знаменует выпуск реше-ния Omneo™ Performance Analytics (PA), реализующего концепцию «программное обеспечение как ус-луга» (SaaS). В нем реализованы важнейшие составляющие облач-ных технологий работы с больши-ми данными: выявление зависимо-стей, контроль и вывод получаемых результатов.

В секунду анализируются миллиар-ды комбинаций данных, собирае-мых по всей цепочке поставок, а также поступающих от эксплуати-рующих изделия заказчиков. Ин-теллектуальный анализ огромных массивов информации позволяет обнаружить скрытые зависимости и, как следствие, выявить источни-ки проблем в производстве. Гра-фический вывод информации в Omneo PA обеспечивает полную прослеживаемость характеристик по всей цепочке создания добавоч-ной стоимости и позволяет пред-приятиям надежно выявлять теку-щие и появляющиеся тенденции изменения параметров изделий. Полученные результаты четко по-казывают, какие факторы вносят наибольший вклад в возникающие отклонения. Это позволяет прини-мать проектные решения, оказыва-ющие наибольший положительный эффект на текущие и будущие по-казатели выпускаемых изделий.

«Авиаагрегат» повышает операционную эффективность

Анализ больших данных

Siemens и УрФУ подписали соглашение

Компания Siemens и ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный универси-тет имени первого Президента Рос-сии Б.Н. Ельцина» решили объеди-нить усилия для реализации совместных мероприятий в сфере развития образовательного, проект-ного и делового сотрудничества в области инженерного образования и инжиниринга. Соглашение о со-трудничестве было подписано на VI Международной промышлен-ной выставке «Иннопром-2015».Стороны планируют проведение со-вместных мероприятий по форми-рованию привлекательного имиджа инженерных профессий, а также со-здание информационно-образова-тельной среды подготовки инжене-ров, основанной на концепции полного жизненного цикла изделия, позволяющей интегрировать и эф-фективно применять решения Siemens PLM Software в образова-тельном процессе и научно-практи-ческой деятельности УрФУ. Согла-шение также предусматривает

возможности по разработке и реа-лизации совместных программ по-вышения квалификации инженер-ных кадров, включающих образовательные модули на базе программного обеспечения Siemens.Сотрудничество с компанией Sie-

mens позволит актуализировать образовательные программы и проектно-конструкторские работы, согласованно взаимодействовать с предприятиями по продвижению новых технологий и современных технических решений, считают в УрФУ.

4


Решение для энергетики

Новое решение для повышения эф-фективности работы предприятий энергетики представлено компани-ей Siemens. Это решение, созданное на основе всеобъемлющей техноло-гической платформы для обмена данными Teamcenter, автоматизиру-ет основные процессы управления капитальными проектами, в частно-сти позволяет сократить сроки под-готовки тендерных заявок на 30 %. Его применение в подразделениях Siemens, специализирующихся на решениях для перерабатывающей промышленности, электроприво-дов, нефтегазовой и морской техни-ки, позволило значительно сокра-тить затраты и сроки проведения продаж. Новое решение входит в пакет Industry Catalyst Series™ ком-пании Siemens и включает в себя модуль ускоренного внедрения.

Его внедрение позволяет предприя-тиям успешно решать характерные для энергетической отрасли пробле-мы, такие как несоответствие нор-мативным требованиям из-за задер-жек с подготовкой и подписанием документов, отсутствие прослежи-ваемости соблюдения требований к проекту, наличие неверных или устаревших данных и чертежей. И, как следствие, выполнять проекты в соответствии с заявленными срока-ми и установленным бюджетом.

Взаимосвязь «свойства материала — структура изделия»

Результатом расширения партнер-ства компаний Siemens и thinkstep стал выпуск нового интегрирован-ного решения для управления жизненным циклом материалов и оптимизации процессов проекти-рования. Приложение, входящее в поставляемый компанией Siemens пакет Teamcenter, способствует со-кращению числа ошибок, переде-лок и отзывов изделий, вызванных использованием неверных данных. Кроме того, решение облегчает ис-пользование в новых изделиях уже проверенных на практике материа-лов, что критично важно для цело-го ряда отраслей. С ростом спроса на инструменты фиксации, хранения и предостав-

ления информации о результатах испытаний материалов системы управления данными о свойствах изделий получили существенное развитие. Однако огромные мас-сивы информации о материалах не принесут должной пользы, если их не связать с этапами жизненно-го цикла изделия. Интегрирован-ные средства управления материа-лами в системе Teamcenter обеспечивают именно такую связь. Установление и поддержа-ние взаимозависимостей между свойствами материалов и структу-рой изделия — конструкторской спецификацией — крайне важно для создания успешной и иннова-ционной продукции.

Solid Edge ST8 — в любом месте и в любое время

Сокращает сроки проектирования, расширяет области применения синхронной технологии, а также по-вышает гибкость при выборе аппа-ратных платформ и вариантов при-обретения программного обеспечения представленная вес-ной этого года новейшая версия си-стемы Solid Edge®. Полнофункцио-нальная версия Solid Edge ST8 способна работать на планшетах под управлением ОС Microsoft Windows® 8.1, что обеспечивает мо-бильную работу конструкторов — в любом месте и в любое время. Процессы моделирования в Solid Edge ST8 ускоряются благодаря улучшениям в синхронных инстру-ментах управления замыслом кон-структора, а возможность распозна-вания сложных эскизов и 3D-элементов помогает пользовате-лям концентрироваться на решае-мой задаче, а не на применяемой системе. Гибкие возможности мо-делирования при помощи синхрон-ной технологии позволяют интуи-тивно понятным образом быстро создавать реалистичные и точные модели, что сокращает сроки выхо-да новых изделий на рынок. Син-

хронная технология объединяет скорость и гибкость прямого моде-лирования с точностью построений по заданным размерам.Упрощение работы с большими и сложными сборками в версии Solid Edge ST8, точное численное модели-рование и прогнозирование кине-матики механизмов существенно сокращают сроки проектирования сборок, а также потребность в изго-товлении опытных образцов. В Solid Edge ST8 расширены возможности работы со встроенными учебными материалами, обеспечен доступ к сетевому сообществу пользовате-лей, а также к новому онлайновому магазину приложений Solid Edge App Marketplace SM.Аналитики компании Lifecycle Insights отмечают, что отзывы поль-зователей, работающих в Solid Edge на планшетах, подтверждают — разработчики компании Siemens не просто перенесли программу на но-вую платформу, а продумали все детали в плане адаптации Solid Edge к мобильным устройствам, в пол-ной мере реализовав преимуще-ства жестового интерфейса и рабо-ты стилусом.

5


Виртуальный доступ к технологическим данным

Модуль для нелинейного расчета механики шлангов, тросов и труб

Заметное развитие получила одна из лучших мировых интегрирован-ных систем для автоматизирован-ной разработки изделий NX с вы-ходом нового модуля LMS Samtech Tea Pipe для нелинейных расчетов механики шлангов, тросов и труб. Проектирование гибких шлангов, труб и тросов, особенно если речь идет о тросах в тормозной системе автомобиля, воздушных шлангах или шлангах подачи охлаждающей жидкости в двигателе, представля-ет собой сложную инженерную за-дачу. Ошибки в конструкции могут

Vero выбирает D-Cubed

привести к огромным расходам на отзыв уже выпущенных изделий. Процесс проектирования с исполь-зованием LMS Samtech Tea Pipe обеспечивает решение задач за-крепления деталей, устраняет воз-можные пересечения, овализацию поперечного сечения, разрушения и перегибы шлангов без необходи-мости изготовления дорогостоя-щих опытных образцов. Учет скру-чивания труб позволяет устранить проблемы, связанные с усталостью материала. Удобная передача ре-зультатов расчетов в модуль NX Motion и определение характери-стик движения подсистемы, в кото-рой установлена труба, позволяют оценивать деформацию трубопро-водов во всех положениях меха-низма. Таким образом, создается единая среда, интегрирующая чис-ленное моделирование шлангов и трубопроводов и процессы авто-матизированного инженерного анализа. LMS Samtech Tea Pipe по-ставляется в виде автономного приложения либо встраивается в систему NX, начиная с версии 9.0.

Новое облачное веб-приложение Intosite™, разработанное Siemens для операционной системы Windows® 8.1, уже доступно для за-каза в магазине Microsoft Store. Оно обеспечивает простой и интуи-тивно понятный доступ к информа-ции, хранящейся в любой инфор-мационной системе, в частности — к технологическим данным, раз-мещаемым в системах управления жизненным циклом изделий (PLM).

С помощью этого облачного веб-приложения предприятия мо-гут создавать интеллектуальные карты своих заводов, 3D-модели цехов и заводского оборудования. Пользователь может совершить виртуальную прогулку по террито-рии завода, а также использовать нанесенные на карту визуальные метки с привязкой к географиче-ским координатам. Средство вирту-ального доступа к информации о производственных мощностях Intosite помогает при подготовке производства предупредить воз-можные проблемы и внедрить оп-тимальные приемы работы одно-временно на нескольких предприятиях. При этом устраня-ются значительные расходы на ко-мандировки, а также исключается трудоемкий процесс сбора инфор-мации о заводе из множества раз-розненных источников.

Поддержка прорывных инновацийSiemens расширяет программу Frontier Partner с целью поиска, фи-нансирования и доводки прорывных технологий, направленных на полу-чение новых знаний из больших объ-емов данных, а также ускорения соз-дания предприятий, выпускающих инновационные изделия завтрашне-го дня. Программа Frontier Partner предусматривает поддержку начина-ющих компаний, занимающихся ро-бототехникой и 3D-печатью, на этапе разработки продукции. Молодым компаниям предоставляется годовая лицензия на полнофункциональный пакет решений Siemens PLM Software для проектирования, а также кон-сультации специалистов Siemens и ее технологических партнеров. Подать заявку на участие в программе мож-но на сайте www.ttb.siemens.com/frontier.

Vero Software, разработчик систем автоматизированного проектирова-ния оснастки и технологических процессов обработки листового ме-талла, камня и дерева, приобрела лицензию на модули D-Cubed™, по-зволяющие оптимизировать про-цессы исследования кинематики. В системе VISI от компании Vero пред-ставлена уникальная комбинация приложений: полностью интегриро-ванные средства каркасного, по-верхностного и твердотельного мо-делирования, расчетов пластической деформации, 3D-про-ектирования оснастки. Благодаря внедрению модулей D-Cubed в си-стеме VISI 21 появились новые ин-струменты численного моделирова-ния и анализа работы деталей штамповой оснастки — зубчатых реек, кулачков, ползунов, съемни-ков и оправок. Так, модуль D-Cubed AEM служит для моделирования процессов взаимодействия сопри-касающихся деталей оснастки, мо-дуль D-Cubed CDM обеспечивает бы-строе и точное выявление столкновений деталей.

6


Интервью с Виктором Беспаловым, вице-президентом, генеральным менеджером Siemens PLM Software в РФ и СНГ

Вызов как стимул развития

7


интернет вещей с интеллектуаль-ной продукцией. Проведенный компанией PwC опрос 235 про-мышленных европейских компа-ний показал, что промышленный интернет может дать до 18 % повы-шения производительности труда.

К 2020 году только немецкие ком-пании будут ежегодно тратить до 40 млрд евро на промышленный ин-тернет, а вся европейская промыш-ленность — до 140 млрд евро. Это составляет 50 % от сегодняшних ка-питальных затрат. Таким образом, промышленные компании будут тратить примерно 50 % своих инве-

— Для поддержки высокой конку-рентоспособности промышлен-ным предприятиям важно отсле-живать тренды, адекватно на них реагировать и не упускать воз-можности. С какими вызовами се-годня сталкиваются российские промышленные предприятия? — Во-первых, глобальная конкурен-ция. Сохранение конкурентных по-зиций российских предприятий при работе на глобальном рынке — до-статочно серьезный вызов. Наи-большую актуальность он представ-ляет для предприятий, занимающихся разработкой высо-котехнологичной продукции, то есть речь идет о предприятиях авиацион-ной и автомобильной промышлен-ности, космической отрасли, атом-ной энергетике. К примеру, российские космические предприя-тия сегодня находятся в жесткой конкуренции с глобальными игро-ками, в числе которых американ-ские, европейские и китайские ком-пании. Еще один вызов — импортозамеще-ние, открывающее окно возможно-стей для российских компаний. Оно ограничено во времени и потому важно не терять время, а быстро разворачивать новые производства, создавать инжиниринговые центры для разработки той продукции, ко-торая до настоящего момента в Рос-сии не производилась. В первую очередь, речь идет о машинострое-нии для нефтегазового сектора, энергетике, где существует колос-сальная зависимость от иностран-ных производителей. Наиболее яркий на сегодняшний день тренд (о нем активно начали говорить около трех лет тому назад) — это новая промышленная рево-люция, или Industry 4.0, как ее назы-вают в Германии, и те возможности, которые открываются перед про-мышленными компаниями в связи с появлением такого активно разви-вающегося технологического на-правления, как промышленный ин-тернет. В ближайшие несколько лет дигитализация, промышленный ин-тернет будут определяющими тех-нологиями в вопросе повышения производительности труда. В свою очередь, за промышленным интер-нетом стоят технологии следующего уровня — роботизация, аддитивные технологии, облачные технологии, технологии автоматизированного управления знаниями и, конечно,

В ближайшие несколько лет дигитализация, промышленный интернет будут определяющими технологиями в вопросе повышения производительности труда.

Лидеры по внедрению цифровых технологий чаще выполняют проекты в соответствии с заданным бюджетом, сроками и качеством

стиционных затрат на промышлен-ный интернет. Потому задача созда-ния интеллектуальной платформы, которая позволит объединить в единое целое виртуальный мир (этап разработки и ТПП) и реаль-ный мир (само производство, где

будут стоять робототехнические комплексы и станочное оборудо-вание), приобретает критическую важность. — На что Siemens PLM Software делает ставку на российском рынке? Каковы ключевые состав-ляющие стратегии компании в России?

Источник: Aberdeen Group

8


— Все решения и технологии, кото-рые доступны мировым промыш-ленным компаниям и производите-лям, на сегодняшний день доступны и российским заказчикам. Различий в том, что предлагается, — нет. Очень интересно, что мы видим много схожего в том, какие требо-вания предъявляют российские и зарубежные компании к технологи-ям Siemens и как эти технологии внедряются ими в бизнес-процессы. Важным преимуществом является учет требований и потребностей российских заказчиков при разра-ботке стандартной функционально-сти новых версий программных продуктов. Так, мы очень активно работаем с рядом заказчиков, в числе которых ПАО «Объединенная авиастроительная корпорация», АО «Объединенная двигателестрои-тельная корпорация», АО «Вертоле-ты России». Они имеют возможно-сти влиять на развитие наших технологий и продуктовых линеек. Большое внимание уделяем лока-лизации. Это не просто позиция российского офиса. Это позиция в целом корпорации, которая высоко ценит то, что мы делаем в России, и очень внимательно относится к тре-бованиям, предъявляемым россий-скими пользователями. Говоря о стратегии Siemens в Рос-сии, нельзя не упомянуть тот факт, что мы продолжаем инвестировать в наращивание компетенции на-шей российской команды. Мы всегда считали, что заказчику нуж-но предлагать больше, чем просто соответствующие локальным стан-дартам программные продукты.

При сопровождении поставки про-граммных продуктов большое вни-мание уделяется оказанию про-фессионального сервиса, чтобы обеспечить максимальную отдачу от их внедрения в максимально короткие сроки. Направление сер-виса и профессиональных услуг активно развивается. Реализован-ные в России успешные проекты являются лучшим тому подтверж-дением. Оказание сервисных услуг и внедрение системы в рамках се-рьезных проектов требует серьез-ной работы с заказчиком и очень тесно завязано на сроки реализа-ции и на достижение результата. Мы считаем, что максимальный эффект от технологий достигается тогда, когда они внедряются и раз-виваются в том же темпе, в кото-ром создаются и модернизируются изделия, разрабатываемые заказ-чиком. И здесь такая компонента, как профессиональный сервис, играет ключевую роль в успехе.Мы рассматриваем стратегиче-ские альянсы с компаниями, заре-комендовавшими себя как на рос-сийском, так и на внешнем рынках, для наращивания локали-зации программных продуктов и инженерных сервисов. К примеру, развитие продуктовой линейки STS (Simulation and Test Solutions), известной на рынке под именем LMS, обязывает иметь соответству-ющий локальный инжиниринго-вый сервис. — На пользовательской конфе-ренции PLM Connection, прошед-шей в апреле, было объявлено, что в новом релизе NX 10 реали-

зовано более 50 новых функций, продиктованных требованиями российских заказчиков. Назовите ключевые функции, реализован-ные в NX в соответствии с их требо-ваниями. — Основные нововведения косну-лись инструментов облегчающих проектирование деталей, изготавли-ваемых механообработкой, и рас-ширения функционала модуля чер-чения в плане поддержки ЕСКД и повышения эффективности созда-ния чертежей. Для деталей, изготав-ливаемых механообработкой, был разработан набор инструментов, по-зволяющий создавать соответствую-щие 3D-модели на основе типовых элементов конструкции, что суще-ственно облегчает процесс проекти-рования и значительно снижает сложность модели. Данный функци-онал и дальше будет развиваться и расширяться на основе обратной связи с нашими заказчиками.По итогам выполненной работы мы провели бета-тестирование с уча-стием российских заказчиков, кото-рое позволило оценить, насколько корректно и качественно было вы-полнено задание и удовлетворены их требования. Предварительные отклики конструкторов, занимаю-щихся разработкой самолетного планера, каркасных конструкций, показали, что новый функционал в разы повышает их производитель-ность по сравнению с тем, что пре-доставляют предыдущие версии, ко-торые начали использоваться 2-2,5 года назад. Полученные ре-зультаты очень интересны — ведь конечные пользователи высоко

NX для авиационных конструкций

NX СAD

Расширение функциональных возможностей на базе требований

ОКБ Сухого и АНТК Антонова

Интеграция NX—Fibersim

FIBERSIM

Улучшение интеграции и повышение производительности

для авиационных программ

Интеграция Tecnomatix-Syncrofit

TECNOMATIX

Повышение производительности труда и загрузки оборудования

Расширение сотрудничества и учет отраслевых потребностей российских заказчиков

9


оценивают не только удобство рабо-ты с системой, но также и конкрет-ные параметры, такие как время разработки той или иной детали, той или иной конструкции. Это очень важно. — В этом году Siemens PLM Software изменила модель продаж продуктов линейки Mainstream En-gineering в России. Что стоит за этим решением? Какие преимуще-ства получили конечные пользова-тели? — Основной мотив, которым мы ру-ководствовались, — чувствитель-ность целевой аудитории к ценовому предложению. Решения Mainstream Engineering в первую очередь пред-назначены для массового рынка, то есть для малых и средних предприя-тий, с численностью инженерного персонала до 100 человек. Как пра-вило, большинство таких компаний ограничено в инвестиционных сред-ствах, которые расходуются и инве-стируются точечно и рационально. Поэтому вопрос цены для них очень важен. Необходимость обеспечить доступность быстрого и качественно-го сервиса с широким покрытием ге-ографии стала вторым аргументом. После рассмотрения различных ва-риантов была принята дистрибутор-ская модель. Мы подписали соглашение с компа-нией «Нанософт», которая обладает широким каналом дистрибуции. У нее около 120 собственных геогра-фически распределенных партнеров, что позволяет решать вопросы пре-доставления сервиса заказчикам вне зависимости от их удаленности от месторасположения вендора, а так-

же сделать выгодное ценовое предложение. Мы внимательно следим за развитием нашей дис-трибуторской модели, поддержива-ем команду, работающую по этому направлению, и внимательно от-слеживаем мнение пользователей. Также хотелось бы отметить, что по-следние четыре релиза Solid Edge разрабатываются с серьезным вни-мательным отношением к требова-ниям российских заказчиков, осо-бенно в части ЕСКД и ЕСТД. Мы понимаем, что предприятия сред-него размера очень сильно зависят от поддержки российских стандар-тов, и потому предпринимаем специальные шаги в этом направле-нии. По оценкам наших пользовате-лей, мы уже очень серьезно улуч-шили функционал в этой области. Практически все требования, кото-рые предъявляют российские стан-дарты к выпуску конструктор-ско-технологической документации, на сегодняшний день реализованы в Solid Edge. — Как обстоят дела с локализа-цией других программных про-дуктов и учетом требований рос-сийских заказчиков? — Мы ведем работу по двум на-правлениям, одно — локализация продуктов, другое — локализация сервисных услуг и инжиниринга. Большая работа проводится с це-лью адаптации всех нововведений в продуктах под российские стан-дарты и российских пользовате-лей, об этом уже было сказано се-годня. Еще одна составляющая локализации — локализация поль-зовательского интерфейса. Требу-

ется не просто выполнить перевод пользовательского интерфейса — нужно перевести его в контексте реального меню. Это очень се-рьезная лингвистическая задача, которая незаметна со стороны. Не-обходимо обеспечить однозначное соответствие между названием за-явленной в меню функции на ан-глийском и русском языках и тем пониманием, которое имеет кон-структор или технолог, пытающий-ся воспользоваться этой функцией. Также ведется работа по разработ-ке и локализации соответствующих руководств пользователей, спра-вочных материалов для подготов-ки и обучения пользователей. В Siemens этому уделяется большое и серьезное внимание. Бета-тести-рования новых продуктов, которые готовятся к выходу на российский рынок, проводятся с участием ве-дущих российских заказчиков. Мы очень серьезно инвестируем в эти вопросы. Другое направление — локализа-ция сервисных услуг, которые по-ка еще продолжают оказываться с привлечением зарубежных специ-алистов. В основном речь идет о решениях LMS, в частности о на-правлении инжиниринга. Помимо внедрения этих решений, мы ре-шаем конкретные инженерные за-дачи наших заказчиков в рамках реализации ими серьезных про-грамм с привлечением иностран-ных консультантов. Опираясь на богатый опыт, накопленный специалистами LMS в автомобиль-ной и авиационной промышлен-ности, российские специалисты

Content Management

TEAMCENTER

Расширение функциональности для задач создания эксплуатационной

документации

Интеграция NX—Samcef

LMS

Расширение портфеля решений NX CAE за счет объединения

c решениями 3D LMS

Локализация Product Cost Management

TEAMCENTER

Адаптация к российским методикам расчета стоимости

NX для авиационных конструкций

NX СAD

Расширение функциональных возможностей на базе требований

ОКБ Сухого и АНТК Антонова

Интеграция NX—Fibersim

FIBERSIM

Улучшение интеграции и повышение производительности

для авиационных программ

Интеграция Tecnomatix-Syncrofit

TECNOMATIX

Повышение производительности труда и загрузки оборудования

10


начинают оказывать инжинирин-говые услуги. — Каковы, на Ваш взгляд, стиму-лирующие факторы и современ-ные вызовы для применения цифровых технологий на пред-приятиях? Как выбрать лучшие технологии для повышения про-изводительности труда? — Для каждого этапа жизненного цикла изделия существует своя ключевая технология, способству-ющая повышению производитель-ности труда и конкурентоспособ-ности компании. Давайте посмотрим на каждый этап жиз-ненного цикла изделия по отдель-ности— где российские предприя-тия сегодня находятся и что необходимо сделать для укрепле-ния их позиций. Начнем с концептуального эта-па — создания эскизного проекта. На этом этапе в российских компа-ниях еще очень много эвристики: многие процессы остаются не фор-мализованными, и потому исполь-зование современных технологий, дающих наилучший практический результат, носит эпизодический характер. Большинство компаний пытается решать задачи в рамках небольших групп, зачастую опира-ясь на предыдущий опыт, нако-пленный при реализации крупных серьезных проектов еще в совет-ское время, и только за редким ис-ключением думают о системном подходе. Между тем у ведущих глобальных производственных компаний этот этап уже очень хо-рошо формализован и автомати-зирован.

Ситуация на этапе технического, рабочего, проектирования выгля-дит намного лучше, на твердую четверку. Практически все пред-приятия активно применяют сред-ства трехмерного проектирования. Как лидеры, так и компании-серед-няки активно используют и 3D, и новое оборудование с числовым программным управлением, пыта-ются автоматизировать процессы, связанные с технологической под-готовкой производства. Если говорить о производстве, то здесь происходит активная заме-на устаревающего станочного парка на новое оборудование с интеллектуальными настройками управления. При этом системный подход, который бы рассматривал все аспекты автоматизации на уровне производства, применяют лишь единицы компаний, как правило, осуществляющие вы-пуск серийной продукции. Рит-мично работающее производство, быстро подстраиваемое под име-ющийся план по изготовлению, выступает в качестве определен-ного стимула для реализации си-стемного подхода.На следующем этапе жизненного цикла изделия — эксплуатация и сервисная поддержка — дигитали-зация находится в зачаточной ста-дии. По-прежнему очень много бу-мажных процессов, островной автоматизации, отсутствует ком-плексный подход к управлению сервисом. Об этом много говорит-ся, но, к сожалению, острота во-проса не снимается. Причины свя-заны с отсутствием специалистов,

способных подойти к вопросу си-стемно и выстроить соответствую-щую стратегию для ликвидации су-ществующей проблемы, а также с недостатком инвестиций. На сегодняшний день в качестве ос-новного стимулирующего фактора для применения цифровых техноло-гий на предприятиях выступает не-обходимость обеспечить повыше-ние операционной эффективности, то есть решить задачу: как повысить операционные показатели деятель-ности компании при существующих ресурсах? В какие области инвести-ровать?Современные вызовы для примене-ния цифровых технологий — уро-вень подготовки персонала, в боль-шей степени управляющего персонала, доступность инвестиций и стандарты и регламенты. Успеш-ные примеры автоматизации проек-тно-конструкторских и технологиче-ских работ на этапе рабочего проектирования все еще опираются на существующие ГОСТы, в основ-ном ориентированные на бумажные процессы. Это серьезно сдерживает.Все острее проявляется проблема за-щиты данных. Интернет становится всеобъемлющим, сегодня мы гово-рим уже о промышленном интерне-те, об облачных технологиях — все это требует обеспечения целостно-сти и конфиденциальности данных. Требуются серьезные технологиче-ские решения, которые будут гаран-тировать сохранность и целостность данных, создаваемых и используе-мых предприятиями. — С какими задачами российские промышленные предприятия при-

Интеграция Teamcenter—Test Lab

LMS

Сквозной процесс верификации требований: от планирования

до анализа отчета об испытаниях

Развитие системы ЧПУ Sinumerik и NX CAM

NX CAM

Углубление интеграции реального и виртуального

миров

Content Management

TEAMCENTER

Расширение функциональности для задач создания эксплуатационной

документации

Интеграция NX—Samcef

LMS

Расширение портфеля решений NX CAE за счет объединения

c решениями 3D LMS

Локализация Product Cost Management

TEAMCENTER

Адаптация к российским методикам расчета стоимости

11


ходят в Siemens? Какие требова-ния предъявляют к компании? В системах каких классов прежде всего нуждаются? — Смещающийся центр тяжести из области производства в область раз-работки придает остроту вопросу о наличии интегрированных систем, позволяющих работать с единой мо-делью данных на всех этапах созда-ния нового изделия. Необходимо обеспечить некую непрерывность модели, которая появляется на са-мом раннем этапе и с которой на протяжении всего жизненного цик-ла будут работать пользователи раз-личного профиля и специализации.Если говорить о потребностях рос-сийских предприятий, то, на мой взгляд, речь следует вести о спросе на интегрированные платформы. Задачу островной автоматизации практически все уже решили — на предприятиях есть САПР, расчетные системы, системы для ТПП и органи-зации дальнейшего производства. Аналогичная ситуация складывается и с системами финансового плани-рования, управления, производ-ственного планирования. Проблемы возникают, когда речь заходит о создании платформы для объедине-ния сделанных ранее усилий с це-лью перехода на новый качествен-ный уровень и для дальнейшего устойчивого роста.Разработка и производство высоко-технологичной продукции предпо-лагает решение большого числа за-дач, связанных с интеграцией механических, электронных и про-граммных компонентов. И задача создания такой интегрированной

интеллектуальной платформы, ко-торая позволила бы решать ком-плексные задачи, сегодня встает перед предприятиями. Такая плат-форма должна иметь возможность подключения поставщиков, задей-ствованных в реализации проек-тов и в дальнейшем, в отдельных случаях, ключевых заказчиков, ко-торые формируют требования на разработку изделия и контролиру-ют процесс его создания. Этот тренд будет усиливаться по мере того, как будет увеличиваться зре-лость использования технологий, связанных с промышленным ин-тернетом в российских компаниях.Под интеллектуальной платфор-мой мы понимаем комплексную среду, не набор программных про-дуктов, связанных между собой интерфейсами, а платформу, кото-рая позволит объединить наработ-ки предприятия, сделанные ранее, актуальные сегодня и завтра. В ка-честве такой платформы Siemens предлагает Smart Innovation Portfolio, в основе которой четыре ключевых компонента. Она предлагает максимально дру-жественный интерфейс для поль-зователя и обеспечивает быстрый доступ к нужной информации, сво-евременно и в правильном кон-тексте. В основе — разработанная Siemens технология Active Workspace, которая позволяет адаптировать пользовательский интерфейс к ролевой функции, в которой находится пользователь, будь то конструктор, технолог, специалист по закупкам, специа-лист-расчетчик, контролер каче-

ства или это руководитель средне-го или даже высшего звена и т. д.Ключевой компонент — интеллек-туальная модель — содержит пол-ную информацию о создаваемом изделии, охватывающую все этапы инновационного процесса созда-ния и изготовления этого изделия. Мы подошли к созданию полно-ценной модели инновационного процесса. Третий компонент интеллектуаль-ной платформы Siemens — изго-товление изделий — возможность интеграции виртуального и реаль-ного мира. Siemens лидирует в этом направлении, являясь един-ственной компанией в мире, спо-собной предложить заказчикам решения, которые позволяют ав-томатизировать все этапы разра-ботки. Это позволяет добиваться максимально эффективного изго-товления и реализуемости разра-ботанного изделия.Мы обеспечиваем преемствен-ность создаваемых решений, по-скольку мы заботимся о сохранно-сти инвестиций наших заказчиков. Наши решения базируются на от-крытых стандартах, что дает воз-можность совершенствовать си-стему и интегрировать в нее те компоненты, которые заказчик считает необходимыми для даль-нейшего развития этой интеллек-туальной платформы. Именно воз-можность модернизации и обновления нашего программного обеспечения является одним из ключевых конкурентных преиму-ществ.

Интернет становится всеобъемлющим, это требует обеспечения конфиденциальности, защищенности и целостности данных.

Интеграция Teamcenter—Test Lab

LMS

Сквозной процесс верификации требований: от планирования

до анализа отчета об испытаниях

Развитие системы ЧПУ Sinumerik и NX CAM

NX CAM

Углубление интеграции реального и виртуального

миров

12


Крутой разворот в автопроме

13


ственно-сбытовую цепочку на ка-чественно новый уровень. Переход к открытым программным решени-ям от Siemens позволяет произво-дителям автомобилей повысить ка-чество и эффективность проектирования и разработки из-делий.С момента начала проекта в 2012 го-ду на новую платформу было успеш-но перенесено более 235000 CAD-объектов. В переходный период Daimler поддерживал обе CAD-систе-мы. Свыше 6200 сотрудников кон-церна прошли обучение, было раз-работано 33 обучающих модуля на немецком и английском языках. Специальные курсы также проводи-лись на японском, португальском, испанском и турецком языках.«Я хочу выразить благодарность всем сотрудникам, которые напря-женно работали над самым мас-штабным за последние десятилетия проектом миграции на новую ин-формационную систему. За счет об-щих усилий проект был завершен точно в соответствии с графиком. Внедрение новой системы автома-тизированного конструкторского и технологического проектирования демонстрирует не только нашу го-товность идти в будущее. Мы в пол-ной мере воспользовались шансом преобразовать процессы разработ-ки изделий автомобилестроения, доведя их до высочайших стандар-тов качества», — отмечает доктор Михаэль Горриц, директор по ин-

В мае 2015 года концерн Daimler AG объявил об успешном завершении масштабного проекта по миграции всех подразделений на систему авто-матизированного проектирования NX, полностью заменившую про-граммный продукт CATIA V5 от Dassault. Все поставщики Daimler, ра-нее не использовавшие NX, перешли на систему в результате решения, принятого концерном. Тесная связь с поставщиками обеспечила беспере-бойное функционирование всей це-почки поставок.Важнейшими причинами отказа от системы CATIA V5, применявшейся на предприятиях концерна Daimler на протяжении многих лет, в пользу NX стала потребность в повышении эффективности работы и в обеспече-нии дальнейшего устойчивого разви-тия, а также необходимость интегра-ции CAD-решения c используемой в компании системой управления дан-ными об изделии, говорится в офи-циальном пресс-релизе. Создание современных автомоби-лей требует все большей интеграции механических, электрических и электронных компонентов с расту-щей долей ПО. Это предполагает объединение данных о механике, электрике и ПО на базе единой плат-формы для обеспечения взаимодей-ствия всей производственно-сбыто-вой цепи, включая поставщиков. Внедрение параллельных процессов разработки, проектирования и про-изводства переводит всю производ-

«Мы в полной мере воспользовались шансом преобразовать процессы разработки изделий автомобилестроения, доведя их до высочайших стандартов качества»

доктор Михаэль Горриц,

директор по информационным технологиям концерна Daimler

формационным технологиям кон-церна Daimler.Решение о выборе системы NX в ка-честве корпоративного стандарта для проектирования и конструирования грузовых и легковых автомобилей было принято советом директоров Daimler AG в 2010 году. Это историче-ское событие аналитики CIM Data на-звали символом наступления новой эры в индустрии систем управления жизненным циклом изделий. Раньше издержки и риски, сопряженные с переносом колоссальных объемов данных по трехмерным моделям из одной системы в другую, считались серьезным барьером, мешавшим компаниям переходить на новые ин-струменты. Благодаря возможности более эффективно использовать в современном гетерогенном мире ге-ометрического программного обе-спечения стандартные форматы, та-кие как JT, смена PLM-системы стала реальностью. Daimler сломал сложив-шиеся стереотипы. Решение совета директоров Daimler AG о переводе всего процесса проектирования на набор инструментов Siemens PLM Software стало «крутым разворотом PLM в автопроме и нарушило благо-душие, царившее в кругах специали-стов по управлению жизненным ци-клом изделия в автомобильной промышленности в последние не-сколько лет…» — утверждает Кен Версприлл, директор по исследова-ниям PLM компании CPDA.

14


Решения компании Siemens для управ-ления жизненным циклом помогают производителям выпускать продвину-тые изделия и обеспечивают им лидиру-ющие позиции посредством преобразо-вания рабочих процессов цифрового предприятия.

© Sierra Nevada Corporation

От виртуальной модели до выхода в открытый космос

Космический корабль Dream

Chaser компании Sierra Nevada

Corporation

Изделия — будь то косми-

ческий аппарат, легковой

автомобиль, яхты Кубка

Америки или болиды

«Формулы-1» — становят-

ся все сложней и интел-

лектуальней, благодаря

встроенным технологиям

они активно взаимодей-

ствуют друг с другом

и с внешней средой.

15


Самому быстрому в мире космическому кораблю «Бегущий за мечтой» (Dream Chaser®) компании Sierra Nevada (SNC) предстоят очень серьезные нагруз-ки. В стандартном полете, при доставке людей и гру-зов на Международную космическую станцию (МКС), вращающуюся вокруг Земли по геоцентрической ор-бите на высоте около 400 км, кораблю необходимо будет не просто перемещаться со скоростью свыше 27 тыс. км/ч (25 скоростей звука), но и выдерживать температуры свыше 900°С. Тепло, возникающее в ре-зультате трения при входе в атмосферу, способно рас-плавить большинство материалов.Чтобы «Бегущий за мечтой» успешно прошел через это сложное испытание, необходимо выбрать правильные материалы и точно произвести прочностные расчеты. Конструкция должна отвечать огромному числу предъ-являемых требований, все детали — работать согласо-ванно, а сам спускаемый аппарат — иметь идеальную форму. Космос не прощает ошибок, поэтому сборке космического корабля и его первому пуску предше-ствуют тысячи расчетов запуска, полета и приземления. Этот проект амбициозен, дорогостоящ и трудоемок.

Ставка на программное обеспечениеПодразделение Space Systems корпорации Sierra Nevada (SNC), создающее этот многоразовый пилоти-руемый корабль, работает в космической отрасли бо-лее четверти века. Специалистами подразделения проведено свыше 420 успешных пусков и выпущено 4000 изделий. Свыше 70 успешных запусков осущест-влено по заказу NASA. Не удивительно, что Space Systems предъявляет исключительно высокие требо-вания к своим партнерам. Для работы над проектом «Бегущий за мечтой» корпорация SNC сформировала «команду мечты», объединившую компании мирового уровня, специализирующиеся на авиационно-косми-ческих системах, разработке программного обеспече-ния, новых материалах и научных исследованиях. В нее вошла и компания Siemens PLM Software.Для управления жизненным циклом изделия была ис-пользована разработанная Siemens PLM Software си-стема Teamcenter, которая позволила организовать коллективную работу специалистов и обмен данных, описывающих изделие на всех этапах его жизненного цикла. Постоянный доступ к единому источнику

16


Цех завода Siemens Electronics Works (EWA)в г. Амберге, Германия

17


данных об изделии и процессах в распределенной среде позволил группам специалистов уверенно и быстро принимать обоснованные решения. Если группы разработчиков исполь-зуют различные CAD-системы, пред-лагающие различные подходы к мо-делированию, возникает задача обмена данными. На первый взгляд, она может показаться простой. На самом деле, этот вопрос играет кри-тически важную роль: если вся ин-формация хранится в единой систе-ме, то инженерам не приходится тратить время на постоянную за-грузку, выгрузку, копирование, вставку и отправку данных. Наличие единого организованного и защи-щенного источника данных об изде-лии и процессах — важнейшая со-ставляющая успеха таких проектов, как разработка и производство кос-мического корабля «Бегущий за мечтой» и ракетоносителя Atlas V компании United Launch Alliance (ULA). Подразделение Space Systems также выбрало интегрированную платформу NX для конструктор-ско-технологической подготовки производства. Ее внедрение уже внесло значительный вклад в созда-ние корабля «Бегущий за мечтой».«Силы, преобразующие предмет ин-новаций, преобразуют и сам инно-вационный процесс, — считает Чак Гриндстафф, главный исполнитель-ный директор и президент Siemens PLM Software. — Современные ро-бототехнические системы, техноло-

гии 3D-печати, автоматизирован-ное управление знаниями — вот примеры прорывных инноваций. Их появление стало следствием влияния цифровых технологий — дигитализации. Дигитализация от-крывает новые возможности для бизнеса».Несомненно, лидерство — за ком-паниями, преобразующими свою работу и создающими цифровые предприятия. PLM-решение Siemens поддерживает преобразо-вания, помогая предприятиям са-мых различных отраслей оптими-зировать процессы цифрового предприятия и воплощать иннова-ции для обеспечения конкуренто-способности. Результатом стано-вятся инновационные изделия, созданные с помощью интеллекту-альных технологий.Создаваемая виртуальная модель изделия, как правило, в различных исполнениях, тщательно виртуаль-но испытывается на каждом этапе создания изделия. Например, по-садке марсохода Curiosity на Крас-ную планету в 2012 году предше-ствовало выполнение тысячи симуляций полета и посадки. Дру-гой пример: численное моделиро-вание с использованием цифро-вых моделей позволило американскому поставщику авто-мобильных комплектующих ком-пании American Axle снизить шум и вибрации, а также сократить рас-ходы на гарантийное обслужива-ние на 20-30 % в год.

Самые инновационные заказчики компании Siemens уже создают цифровые предприятия. Цифро-вые технологии выходят за преде-лы авиационно-космической от-расли и находят все более широкое применение в других от-раслях, к примеру в производстве потребительских товаров. Так, компания Maserati планирует по-высить продажи и расширить свое присутствие на рынке авто-мобилей класса люкс, представив новую модель Ghibli. Maserati важно сохранить имидж бренда и высокое качество продукции, тра-диционное для этих роскошных машин, и вместе с тем обеспечить рост производства. Поэтому для управления жизненным циклом автомобиля Ghibli была выбрана система Teamcenter, обеспечив-шая коллективную работу и об-мен данными. Сложные конструк-торские задачи решались в NX, а подготовка производства и вирту-альное моделирование техноло-гических процессов проводились в Tecnomatix.

Цифровая фабрика инновацийВ Siemens уже есть собственные цифровые предприятия: завод Siemens Electronics Works (EWA) в г. Амберге в Германии, а также аналогичный завод SEWC в г. Чэн-ду (Китай). Два этих завода — иде-альные примеры применения ре-шений Siemens PLM Software.

© M

ase

rati

18


Реализованные на этих предприятиях технологиче-ские процессы станут общепринятыми примерно че-рез десять лет. Здесь изделия управляют процессами своего собственного изготовления. Simatic создает Simatic: программируемые логические контроллеры управляют производством таких же программируе-мых логических контроллеров. На предприятии в Ам-берге жизненный цикл каждого изделия можно про-следить вплоть до мельчайших деталей. Ежедневно создается около 50 миллионов записей о состоянии производства, которые передаются в систему управ-ления Simatic IT. Программное обеспечение самостоя-тельно задает технологические процессы и правила. Таким образом, весь производственный процесс — от начала и до конца — регистрируется и управляется виртуально. Система управления производством тесно связана с подразделением исследований и разрабо-ток. Поступающие данные для настройки конструкции контроллеров Simatic при помощи систем NX и Teamcenter передаются непосредственно в технологи-ческие процессы.«Siemens — единственная компания, способная обе-спечить дигитализацию всего жизненного цикла изде-лия, — отмечает Чак Гриндстафф. — Мы анализируем опыт работы завода в Амберге и на его основе помога-ем заказчикам выходить на новые уровни инноваций».Важнейшим фактором становится выполнение вирту-альной подготовки. Например, ведущий американ-ский производитель станков Kapp Niles применяет PLM-систему на этапе виртуальной подготовки произ-водства изделий. По данным компании Kapp Niles,

Mechatronics Concept Designer — программа, создаю-щая и испытывающая различные варианты мехатрон-ных систем на ранних этапах разработки, — позволяет подготавливать программы для ЧПУ на компьютере всего за неделю. Отладка программ на реальном стан-ке потребовала бы трех недель.При разработке космического корабля «Бегущий за мечтой» была продемонстрирована такая сильная сто-рона системы NX, как возможность с малыми затрата-ми выполнить численное моделирование большого количества вариантов конструкции. Это позволило еще до постройки опытного образца выявить, какие формы и комбинации материалов окажутся наиболее приемлемыми. Например, для защиты корабля от вы-сокого давления и экстремальных температур при вхо-де в земную атмосферу применяются теплозащитные плитки. Плитки, которые использовались раньше на кораблях Space Shuttle, имели различные размеры, что делало их замену весьма дорогостоящей. Более половины всех плиток на корабле Dream Chaser имеют одинаковый размер, а это существенно снижает про-изводственные затраты.

Возвращение Кубка Америки в БританиюPLM-система играет важную роль в вопросе воплоще-ния индивидуальных пожеланий клиентов. В качестве примера можно назвать разработку идеального ката-марана. С его помощью команда Ben Ainslie Racing (BAR) рассчитывает, впервые с 1851 года, вернуть Ку-бок Америки обратно в Британию. Используя PLM-ре-

19


шение, команда, возглавляемая сэром Беном Эйнсли, победителем 34-й регаты на Кубок Америки, выполня-ет численное моделирование различных вариантов ге-ометрии, находя точный баланс между скоростью и устойчивостью. «NX позволяет проверить сотню вари-антов геометрии одним нажатием кнопки», — отмеча-ет Энди Клотон, технический директор команды BAR. Дополнительным преимуществом для яхтсменов стала колоссальная экономия времени на оформлении до-кументов. В соответствии с правилами регаты на Кубок Америки, участники обязаны документировать исто-рию изготовления каждого элемента судна с указани-ем использованных материалов, их происхождения и технологии производства. Теперь эта крайне трудоем-кая в подготовке документация создается в электрон-ном виде в системе Teamcenter, практически в фоно-вом режиме. Наконец, программа позволяет вносить изменения даже в самый последний момент: когда ре-гата уже началась, можно проверить, требуется ли за-менить какие-либо детали и есть ли возможность для дальнейшего снижения массы судна, что нередко ока-зывается решающим фактором на пути к победе.

Виртуальная победа в «Формуле-1»«Цифровая подготовка производства — это будущее инноваций, — отмечает Чак Гриндстафф. — Недоста-точно просто иметь инновационную идею. Важно ее реализовать. Для этого необходим доступ к нужной информации в нужное время и в нужном контексте. Это позволяет принимать быстрые и точные реше-ния». По мнению Гриндстаффа, такая информация —

неотъемлемая часть интеллектуальных и самооптими-зирующихся моделей. «Модели должны знать, каким требованиям соответствовать и каких достичь, — по-ясняет он. — Они должны понимать, что являются ча-стью сложной взаимосвязанной системы». В мире «Формулы-1» полностью завершенных изделий не бы-вает. Гоночный болид представляет собой постоянно совершенствуемый опытный образец. Каждую неделю в его конструкцию вносится до 1000 изменений. По-вышение эффективности работы инженеров, несо-мненно, даст преимущество в гонке. Команда Infiniti Red Bull Racing, четырежды завоевавшая Кубок кон-структоров в «Формуле-1», применяет созданную ком-панией Siemens PLM Software цифровую платформу для проектирования новых деталей и узлов, проведе-ния виртуальных испытаний, запуска их в производ-ство одним щелчком мыши и последующей установки на автомобиль в любой точке мира.По сравнению с нагрузкой, воздействующей на пило-та «Формулы-1», полет на корабле «Бегущий за меч-той» — приятная прогулка. Особая конструкция кора-бля, разработанная виртуально, позволит ограничить перегрузки, действующие на экипаж в критический момент вхождения в атмосферу Земли, величиной всего лишь в 1,5 g. Таким образом, пассажиры самого быстрого в мире космического корабля испытают лишь треть от перегрузок, возникающих на американ-ских горках. Это выдающееся достижение, ставшее возможным благодаря появлению цифровых пред-приятий на Земле.

Гоночный болид представляет собой постоян-но совершенствуемый опытный образец. Ка-ждую неделю в его конструкцию вносится до 1000 изменений.

20


Александра Суханова CAD/CAM/CAE Observer

Инновационный подход

21


218-го постановления и федераль-ных целевых программ, в части ис-пытаний и расчетов динамики и прочности разрабатываемых изде-лий и элементов конструкций.— Как выбирались поставщики оборудования и ПО?— Нас сильно заинтересовали воз-

можности комплекса LMS. Я имею в виду сочетание возможностей для расчетов и эксперимента в решени-ях LMS, которых нет у конкурентов. Одним из дистрибьюторов LMS в России является компания «Нова-тест». У нас состоялось несколько встреч, на которых представители компании нам более подробно рас-сказали о возможностях комплек-са. Сергей Борисович Сапожников первым в университете познако-мился с богатыми возможностями комплекса LMS, сумел увидеть пер-спективы и убедить руководство университета в том, что приобрете-ние передового аппаратно-про-граммного комплекса LMS прине-сет университету пользу. После того как университет определился с ком-плектацией, было получено экс-пертное заключение научно-техни-ческого совета университета и сформирована аукционная доку-ментация. Поставщик оборудова-ния и ПО определялся на конкурс-ной основе.— Какие коммерческие проекты ведет ваш Центр?— Сейчас наш центр участвует в трех коммерческих проектах: с АО «Уралтрансмаш», ОАО «СКБ “Турби-на”» и ОАО «КАМАЗ». Они были вы-играны в рамках конкурсов, объяв-ленных Министерством образования и науки согласно По-становлению № 218 и федеральной целевой программе «Исследования и разработки». Продолжительность таких проектов составляет два с по-ловиной года. Еще один проект — по разработке ударостойких компо-зитных материалов и конструкций для плавающих бронеавтомобилей — мы выполняем вместе с Россий-ским научным фондом. В нашем

Об абсолютно новом современном и инновационном подходе к моде-лированию нагрузок и испытаниям сложной и ответственной техники в своем интервью Александре Суха-новой рассказал Павел Алексан-дрович Тараненко, кандидат техни-ческих наук, директор Научно-образовательного центра (НОЦ) «Экспериментальная меха-ника» Южно-Уральского государ-ственного университета (ЮУрГУ). — Павел Александрович, расскажи-те, пожалуйста, что входит в сферу деятельности НОЦ «Эксперимен-тальная механика»? — В 2010 году, в рамках государ-ственной программы по формирова-нию и развитию сети национальных исследовательских университетов, наш Южно-Уральский государствен-ный университет заслуженно полу-чил этот статус. Продолжительность программы поддержки НИУ состав-ляет 10 лет. Первые пять лет про-грамма финансируется государ-ством, вторую пятилетку вуз финансирует себя самостоятельно. В рамках первого этапа ЮУрГУ осна-стился самым современным обору-дованием и ПО. На базе вуза было создано несколько научно-образова-тельных центров: Центр машиностро-ения (со станками с ЧПУ), Суперком-пьютерный центр, Центр нанотехнологий, Центр композитных материалов, Центр «Эксперименталь-ная механика» и другие. Идея заклю-чалась в том, чтобы сформировать в вузе взаимодействующие друг с дру-гом структуры, способные выполнять комплексные проекты, включая раз-работку конструкторской документа-ции, расчеты, испытания и изготов-ление опытного образца. Самое главное, такое устройство позволяет вузу эффективно сотрудничать с про-мышленными предприятиями.Научно-образовательный центр «Экс-периментальная механика» был соз-дан приказом ректора в 2012 году, и в том же году к нам поступило соот-ветствующее высокотехнологичное оборудование. Для работы в новом подразделении и выполнения ком-плексных проектов привлекаются специалисты различных профессий — механики, гидравлики, специали-сты по системам управления. В на-стоящий момент основная роль на-шего Центра состоит в том, чтобы сопровождать совместные проекты вуза и промышленных предприятий, выполняемые в рамках упомянутого

Ученые ЮУрГУ первыми в России разработали методику виртуальных виброиспытаний

университете появился свой кон-структорский отдел, который полно-стью занят реализацией конструк-торской части этих проектов. Я абсолютно уверен в том, что мы могли бы расширить сотрудниче-ство с предприятиями в отношении виртуальных испытаний и натурных

экспериментов, которые проводит наш Центр. — Не секрет, что приобрести до-рогостоящее ПО и оборудование, но не овладеть в полной мере ме-тодикой работы с ним — это край-не опрометчивый шаг. Как было в вашем случае?— Когда принималось решение о приобретении комплекса оборудо-вания и ПО LMS, мы обдумывали и эту задачу. Мы понимали, что по-лучаем мощный инструмент, но просто факта обладания передо-вым оборудованием и ПО нам по-казалось недостаточным. Нам нуж-но было научиться пользоваться его богатыми возможностями. Не буду скрывать, что и оборудова-ние, и ПО, о котором мы беседуем, очень дорогостоящие. Поэтому мы приобрели не только «железо» и софт, но и методику работы с ними — эта методика нарабатывалась в рамках проекта «Виртуальный шейкер», реализованного совмест-но с LMS. Это крайне важный мо-мент. С целью обучения мы триж-ды ездили в Лёвен, на родину LMS — эти поездки позволили нам при-обрести опыт применения техно-логий LMS в аэрокосмической от-расли. В результате этих визитов мы освоили модальный анализ, модули пакета Test.Lab, реализую-щие виброиспытания при синусои-дальном, случайном и ударном воздействии, освоили базовые функции LMS Virtual.Lab. Сегодня уже ощущается необходимость в новом обучении — по созданию динамических моделей автомоби-ля и его подсистем на ранних ста-диях проектирования, что связано с реализацией совместного проек-та с ОАО «КАМАЗ».

22


— Расскажите, пожалуйста, о проекте «Виртуальный шейкер».— Суть проекта «Виртуальный шейкер» заключалась в том, чтобы сначала создать верифицированные ре-зультатами натурных испытаний виртуальные модели изделия и вибростенда по отдельности, а затем прове-сти виртуальные виброиспытания изделия (то есть его 3D-модели) на виртуальной модели вибростенда. Весь проект осуществлялся совместно с LMS. Виртуальную модель вибростенда мы делали самостоятельно. Для этого был выбран один из четырех имеющихся у нас стендов — вибростенд LDS V875-HBT900 Combo — с го-ризонтальным скользящим столом. Наша задача со-стояла в том, чтобы правильно определить динамиче-ские характеристики стенда — его собственные частоты и формы. Для экспериментального определе-ния собственных частот и форм вибростенда (массой 5 тонн) в 23-х измерительных точках стенда были на-клеены акселерометры. В качестве средств возбужде-ния использованы большой ударный молоток PCB (ве-сом 5 кг) и модальный вибростенд. В каждой точке измерены виброускорения в трех направлениях и экс-периментально определены частотные передаточные функции. Далее с помощью алгоритма PolyMax иден-тифицированы собственные частоты и формы стенда. Кроме того, в пакете LMS Imagine.Lab Amesim™ по-строена его электрическая схема.— Какая проблема или идея послужила толчком для осознания потребности в симуляции виброи-спытаний на виртуальном стенде?— Как я уже упоминал, мы понимали, что недостаточ-но обладать испытательным оборудованием и ПО LMS, — мы хотели получить методику, которая и была на-работана в рамках выполнения проекта «Виртуальный шейкер». Тот факт, что Южно-уральский государ-ственный университет расположен вблизи Государ-ственного ракетного центра имени академика В.П. Макеева, где такие испытания можно реализо-вать, определил выбор типа проекта. Посоветовав-шись со специалистами «Новатест» и LMS, мы реши-лись воплотить в жизнь идею «Виртуального

шейкера». Как выяснилось позже, это требует наличия всего комплекса продуктов LMS: необходимы измери-тельная система с датчиками, система управления ви-броиспытаниями LMS Test.Lab, а также системы моде-лирования LMS Virtual.Lab и LMS Imagine.Lab Amesim.Работа по проекту «Виртуальный шейкер» началась с экспериментальной части, реализованной на площад-ке и оборудовании вуза. Расчетную часть компания LMS проводила позже у себя в Бельгии. К нам в уни-верситет приехали два иностранных специалиста из LMS. В течение трех недель на нашем оборудовании, вместе с ними и под их руководством, мы проводили модальные испытания. Благодаря тому, что экспери-мент проводился совместно, на базе вуза и нашем оборудовании, мы освоили технологию модального анализа и получили практический опыт по экспери-ментальному определению собственных частот и форм конструкций. Обучение ведь тогда идет эффек-тивно, когда есть реальная задача, которую необходи-мо решить. Когда специалистов LMS называют «людь-ми в белых халатах», это верно. В оборудовании и ПО LMS достаточно много тонких настроек. Когда речь заходит об испытании ответственных изде-лий, где требуется высокая квалификация и тонкие на-стройки, — тут уже заложенные в LMS возможности переоценить трудно. С этими возможностями нам уда-лось познакомиться во время «домашних» испытаний. По рекомендации LMS, для эксперимента мы выбрали несложное изделие, которое обладало набором из 15-ти собственных частот в диапазоне до 120 герц. Са-мостоятельно изготовили из стали достаточно простую сварную конструкцию, сделали расчеты и убедились в том, что требуемый диапазон частот обеспечивается. Этот простой макет, который легко считался методом конечных элементов, был необходим именно для отра-ботки методики работы с ПО и оборудованием.— В чем заключается новизна подхода в этом про-екте?— Наша методика предназначена для проведения ви-броиспытаний ответственных и очень дорогостоящих конструкций, где физические испытания стоят дорого,

Coil formLoad table

N

Permanent magnetor electromagnet

S

Elastic suspension

Coil

Isolation mounts

Innerpole piece

Outer pole piece

23


поскольку дорого обходится поломка испытуемого из-делия. Взять, например, спутник. Перед непосред-ственным выводом на орбиту спутник должен пройти квалификационные испытания на вибростенде. При этом его нельзя сломать, так как это уникальное изде-лие, существующее в единственном экземпляре.Как мне кажется, главный вывод из нашей совмест-ной работы с LMS заключается в том, что мыполучили понимание, как эту методику применять дальше на сложных изделиях, какой должна быть по-следовательность шагов и операций.Мне неизвестно, кто является идейным автором пред-ставленной в проекте «Виртуальный шейкер» методи-ки, но уверен, что для России — это абсолютно новый современный и инновационный подход к моделиро-ванию и испытаниям. По моим сведениям, в России его пока никто не использует. Мне кажется, что и для меня, как инженера и ученого, и для университета, и для предприятия было бы весьма интересно приме-нить методику «Виртуальный шейкер» в реальных ус-ловиях. Считаю, что те технологии, которыми сейчас обладает наш университет, должны работать на благо нашей промышленности и использоваться при созда-нии перспективных конструкций и элементов аэрокос-мической и автомобильной отраслей.— После приобретения продуктов LMS компания Siemens PLM Software стала единственным из по-ставщиков PLM-решений, кто обладает полным на-бором программных инструментов, который вклю-чает возможность натурных исследований прототипов. Как появление семейства продуктов LMS изменило жизненный цикл разработки изде-лия, какие новые возможности открываются перед инженером-конструктором?— На этот вопрос легче ответить, используя в каче-стве примера наш проект с ОАО «КАМАЗ». Целью про-екта является создание автомобиля 6×6 с новой, пол-ностью дифференциальной, трансмиссией. В современных грузовых автомобилях блокировка диф-ференциалов возможна, но только тогда, когда маши-на стоит на месте. В нашем же случае поставлена за-

дача сделать так, чтобы блокировку дифференциалов можно было осуществлять на ходу. Я не представляю, как эту задачу вообще можно решить без соответству-ющих программных средств моделирования. Мы стро-им виртуальную модель автомобиля и выполняем се-рию тестовых расчетов — виртуальных ходовых испытаний. Причем, подчеркну, на этом этапе у нас нет практически ничего. Я имею в виду не только кон-структорскую документацию на новый автомобиль — нет даже 3D-модели. Есть только идея, эскиз и пере-чень проектных параметров. И уже на этом этапе, еще до начала разработки трехмерных моделей, мы уже можем получить сведения о допустимой разнице угло-вых скоростей полумуфт, определить последователь-ность включения блокировок, проверить различные скоростные режимы, прокатить автомобиль с новой трансмиссией по виртуальному полигону. На основа-нии этой серии расчетов мы получаем нагрузки, кото-рые присутствуют в элементах трансмиссии. Далее эти нагрузки передаются в расчетный модуль, где осу-ществляется КЭ-расчет на прочность двух зубьев, ко-торые входят в зацепление. На основании этих расче-тов по допускаемым напряжениям мы должны выдать требования по разнице угловых скоростей двух эле-ментов, которые блокируются.Следующий шаг — реализация управления приводом, который будет выполнять смыкание полумуфт. Без средств моделирования осуществить это невозможно!Модель получается комплексная, она охватывает как вопросы прочности, так и системы управления и пнев-матики. В этом проекте мы используем связку Matlab Simulink и LMS Imagine.Lab Amesim. Итогом наших ис-пытаний моделей и виртуальных тестов является ин-формация, которую мы передаем конструкторам еще до того, как они начали разрабатывать 3D-модель! Чувствуете эффективность подхода?!— Конечно-элементные модели позволяют изучать поведение изделий в различных условиях без изго-товления прототипов. Однако любое численное ис-следование требует верификации на основе резуль-татов натурных экспериментов. Каким образом

24


результаты измерений на стендах с применением пакетов от LMS используются для настройки ваших КЭ-моделей?— В первую очередь виртуальные испытания прово-дят перед квалификационными испытаниями ответ-ственного изделия. Методики и подходы LMS во главу угла ставят эксперимент. Квалификация специали-стов, которые его проводят, должна быть достаточно высокой. Она служит гарантией того, что характери-стики изделия, полученные экспериментальным пу-тем, найдены правильно. Сначала на 3D-модели изделия делают пре-тест, в ко-тором указывают требуемый частотный диапазон. Да-лее программа подсказывает оптимальное количе-ство и места расположения датчиков/акселерометров на реальном изделии, с помощью которых можно на-дежно определить собственные частоты и формы из-делия при проведении натурного эксперимента. По-том изделие изготавливают. Для получения динамических характеристик на нем устанавливают датчики, обеспечивают условия закрепления. Специа-листы, занимающиеся виброиспытаниями изделий аэ-рокосмической техники, знают о том, что собствен-ные частоты колебаний твердого тела на подвеске должны быть примерно в 10 раз ниже, чем собствен-ные частоты колебаний, на которых изделие начинает деформироваться. Поэтому подбирать подвеску сле-дует корректно — ее жесткость и точки крепления к изделию определяются экспериментальным путем на основе предварительных расчетов. Когда у нас на руках оказываются данные и расчета, и эксперимента на реальном изделии, начинается са-мое интересное. Результаты эксперимента загружают в ту же программную оболочку, где хранятся резуль-таты расчета. Смысл этой операции — построить на компьютере модель изделия, собственные частоты и формы которой по определенным критериям близки к результатам эксперимента. Можно назвать эту опе-рацию подгонкой, но мне удобнее называть ее на-стройкой: мы настраиваем конечно-элементную мо-дель по результатам испытаний. Опыт показывает, что

эта операция необходима; если просто создать 3D-мо-дель и выполнить расчет ее собственных частот и форм, то этого часто оказывается недостаточно. В со-ответствии с нашей методикой мы получаем КЭ-мо-дель объекта испытаний, подтвержденную результата-ми экспериментального определения его собственных частот и форм. Когда мы проводим такие испытания строго по нашей методике, сломать дорогостоящее изделие практически невозможно.После завершения этого этапа операция построения конечно-элементной модели по результатам натурных модальных испытаний повторяется для вибростенда. Таким образом, мы получаем так называемые модаль-ные модели изделия и стенда по отдельности. И та и другая модели подтверждены результатами испытаний и представляют собой, по существу, набор экспери-ментальных частотных передаточных функций, полно-стью характеризующих собственные частоты, формы и декременты колебаний. Далее мы ставим модальную модель изделия на модальную модель вибростенда. Естественно, что мы получаем новую, объединенную, модель со своими собственными частотами и форма-ми. Реальный же объект (стенд + изделие) мы снова обклеиваем датчиками и заново проводим натурные модальные испытания уже на объединенной системе. Сравнивая собственные частоты изделия на стенде, по-лученные на компьютере, и собственные частоты и формы изделия, найденные экспериментальным пу-тем, мы можем оценить жесткость соединения изде-лия с вибростолом и учесть ее в расчетной модели. Та-ким образом, последовательно, на каждом этапе мы строим компьютерные модели (только изделия, только вибростенда, затем изделия на вибростенде) и каждый раз подтверждаем их результатами реальных модаль-ных испытаний. Такая последовательность позволяет очень аккуратно построить на компьютере довольно сложную связанную модель «изделие — вибростенд». Подчеркну еще раз: для такой работы требуется иметь весь комплекс оборудования и ПО LMS — измеритель-ную систему LMS SCADAS с датчиками, систему управ-ления виброиспытаниями LMS Test.Lab, системы LMS

Ускорение

Контроль напряжения

Контроль напряжения

Сила

Coil Velocity

Imagine.Lab Amesim:Модель Шейкера

Virtual.Lab Motion:Модель Изделия

Контроллер

25


Virtual.Lab и LMS Imagine.Lab Amesim. Если какого-то из компонентов не хватает, то эту методику реализовать невозможно.— Какие проблемы из числа возможных при физи-ческих виброиспытаниях на стенде удалось решить (или избежать) при виртуальных испытаниях? — Во-первых, удается исключить случайный фактор — когда вдруг, по каким-то причинам, виброиспытания пошли не так, как планируется, что привело к недопу-стимым виброускорениям и поломке изделия. Во-вторых, при установке на реальный вибростенд из-делий, сравнимых по массе с массой стенда, мы полу-чаем новую связанную систему «изделие — вибро-стенд», динамические характеристики которой неизвестны, а значит, при реальных виброиспытаниях она может повести себя непредсказуемо. В-третьих, исключается человеческий фактор и ошиб-ки, которые при виброиспытаниях может допустить оператор, управляющий вибростендом.— Какие отрасли в первую очередь нуждаются в ими-тационном воспроизведении вибрационных испыта-ний на виртуальном стенде?— В первую очередь это авиационная, аэрокосмиче-ская и автомобилестроительная отрасли. Главный во-прос — зачем это нужно предприятиям. Выгода мето-дики в том, что их ценное изделие не сломается до проведения квалификационных испытаний. Во-пер-вых, на этапе проектирования инженеры не всегда предвидят, где будет ахиллесова пята изделия. Во— вторых, в случаях, когда вибростенд и изделие при ви-броиспытаниях начинают оказывать влияние друг на друга, предсказать (без имитационных виброиспыта-ний), в какой точке изделия будут возникать макси-мальные виброускорения при натурных испытаниях, становится попросту невозможно. У нас есть возмож-ность расставить датчики в любых местах модели. В рамках виртуального эксперимента мы можем выяс-нить, где именно возникают недопустимые виброу-скорения. Зная это, мы размещаем в этом же месте датчик на реальном изделии и, благодаря системе управления LMS, при физических виброиспытаниях

ограничиваем в опасной точке уровень виброускоре-ний заранее заданной величиной. Когда идут испыта-ния больших конструкций, сопоставимых по весу с ви-бростендом, то в рамках эксперимента мы получаем связанную систему «изделие — вибростенд», состав-ные части которой могут оказывать взаимное влияние друг на друга. Если не использовать нашу методику, то предусмотреть такой аспект — динамику связанной системы — до проведения виброиспытаний просто не-возможно.На самом крупном нашем вибростенде можно испы-тывать изделия весом до двух тонн. В Европейском космическом технологическом центре действует связ-ка из двух больших вибростендов, каждый из которых обладает максимальным толкающим усилием 16 тонн. Вот они уже предназначены для испытаний реальных космических аппаратов, в том числе и спутников.— В чем, на ваш взгляд, заключается уникальность проделанной вами работы?— Мы первыми в России отработали методику вирту-альных виброиспытаний. Близость результатов натур-ного эксперимента (то есть испытания изделия на ви-бростенде при синусоидальном возбуждении с разверткой по частоте) и эксперимента виртуального (то есть виброиспытаний трехмерной модели «изде-лие — вибростенд — система управления») подтвер-дила правильность этой модели. В расчетной модели удалось объединить модальную модель вибростенда (представляющую из себя, по существу, набор экспе-риментально найденных частотных передаточных функций), конечно-элементную модель изделия, элек-тромеханическую схему вибростенда и модель кон-троллера, управляющего виброиспытаниями. При этом каждая из подсистем была еще и верифицирова-на результатами натурных испытаний. Все это в сумме резко повышает достоверность построения расчетных моделей для предсказания виброотклика при прове-дении натурных испытаний.

Печатается с сокращениями, полный текст интервью читайте на www.cad-cam-cae.ru

26


Стратегический по значению

Грандиозный по сложности

ПД-14 – стратегически важный

для российской гражданской

авиации проект, который позво-

лит отказаться от устаревших

двигателей и зарубежных

компонентов.

Интервью с руководителями ОАО «Пермский Моторный Завод» о роли программных средств от Siemens в ре-шении стратегической по значению и грандиозной по сложности задачи соз-дания и освоения серийного производ-ства нового авиадвигателя ПД-14.

ww

w.a

vid

.ru

/ga

lle

ry/?

gid

=1

9

27


Александра Суханова встретилась с управляющим ди-ректором ОАО «ПМЗ» — руководителем дивизиона «Двигатели для гражданской авиации» ОАО «Объеди-ненная двигателестроительная корпорация» (ОДК) Сер-геем Владимировичем Поповым, директором проекта «Новое производство» Дмитрием Владимировичем Око-нешниковым, техническим директором ОАО «ПМЗ» Иваном Григорьевичем Башкатовым, руководителем проекта внедрения Teamcenter и автоматизации техно-логической подготовки производства (ТПП) Мариной Сергеевной Трушниковой.— Сергей Владимирович, какова роль информацион-ных технологий в обеспечении качественной и сво-евременной подготовки производства изделий тако-го класса, как авиадвигатель ПД-14? — Сергей Попов (С.П.): Информационные техноло-гии — такая же важная составляющая производства современных авиационных двигателей, как и высоко-классные специалисты, техническое оснащение, сло-жившаяся за десятилетия организация и методология освоения новых изделий. Перспективный двигатель ПД-14 содержит в себе не только новые конструктив-

ные решения, новые материалы и технологические подходы — он разрабатывается с применением самых современных информационных технологий. Для реа-лизации проекта и обеспечения уникальных характе-ристик изделия требуется качественный инженерный анализ.ОАО «Авиадвигатель» выбрало для проектирования и управления данными об изделии программные про-дукты компании Siemens PLM Software — системы NX и Teamcenter. ОАО «ПМЗ» тоже внедряет продукты ком-пании Siemens — для решения задач подготовки про-изводства на первом этапе. Для организации внедре-ния программного обеспечения (ПО) создан отдел управления инженерными данными, который осущест-вляет техническую сторону проекта автоматизации подготовки производства. Образованы и успешно ра-ботают несколько проектных групп.— Каким образом осуществляется подготовка персо-нала и развитие его компетенции в области совре-менных средств проектирования, управления и под-готовки производства в свете перехода от бумажных технологий к информационным?

28


портной авиации, в том числе в го-ды Второй мировой войны. Соответ-ственно, вся инфраструктура и параметры завода — размер цехов, сетки колонн, высота цехов и кон-струкций и пр. — были рассчитаны на производство таких двигателей. За прошедшие 80 лет в конструкции завода мало что изменилось. Но выпускаемые нами сегодня двига-тели имеют существенно большие габариты, для их производства при-меняется новое крупногабаритное оборудование. Если раньше это бы-ли маленькие универсальные стан-ки, то сегодня это огромные обра-батывающие центры. Поместить их в главный производственный кор-пус уже нереально, они даже не проходят в ворота. А собрать на ме-сте трудно, поскольку они выше, чем крановые пути.Другая причина — завод постоянно расширялся, и это происходило не самым оптимальным образом, а так, как позволяли условия. В этой связи межцеховая логистика на предприятии весьма хаотична. По нашим подсчетам, некоторые дета-ли по технологическому процессу проходят путь в 30 км.Третья причина для строительства нового завода такова: в 10-летней перспективе планируется трехкрат-ное увеличение объемов производ-ства. Мы заключили долгосрочный контракт на производство двигате-лей для транспортных самолетов Ил-76 и осваиваем серийное произ-водство нового двигателя ПД-14 для самолета МС-21 — надежды всей России на собственную авиацию. Чтобы увеличить мощности, необ-ходимо новое оборудование, раз-

мещать которое на существующей площадке становится всё сложнее и сложнее.— Когда начинается строительство, и когда планируется его завер-шить? — Д.О.: Строительство предполагает-ся начать в конце 2016 года, после прохождения государственной экс-пертизы. На заводе планируется про-изводить авиационные двигатели (ПС-90 и ПД-14) и машины для назем-ной тематики. Общий объем — по-рядка 300 двигателей в год.— Какие перспективы просматри-ваются в отношении производства газотурбинных двигателей про-мышленного применения? — Д.О.: Самые хорошие. Уже сегод-ня ПАО «Газпром» переходит на оте-чественное оборудование для пере-качки газа. В следующем году мы должны будем произвести 70 машин мощностью 16-25 МВт на базе ПС-90А. Выполнить это на имеющихся мощностях крайне сложно. Но аль-тернативы нашей наземной технике в России сегодня практически нет. У нас большой опыт — на этом рынке мы уже 22 года, и обеспечиваемое нами высокое качество несопостави-мо с тем, что могут дать другие пред-приятия в стране. Мы верим в наш проект! Если мы хотим заниматься импортозамещением и развивать российскую авиацию, то другого вы-хода просто нет.— Иван Григорьевич, на какой ста-дии создания формально находит-ся новый двигатель ПД-14? Когда начнется серийное производство? — Иван Башкатов (И.Б.): В данный момент двигатель ПД-14 находится на стадии освоения серийным заво-дом. Этот процесс состоит из не-скольких этапов. Во-первых, завод должен самостоятельно научиться производить все основные детали, закрепленные за ним по данному проекту. Во-вторых, завод должен научиться собирать это изделие и ис-пытывать.В настоящее время мы работаем над производством установочной партии новых двигателей. Недавно была за-кончена сборка двигателя с порядко-вым номером 100-07 — первого со-бранного на ПМЗ образца, и он передан на «Авиадвигатель» для ис-пытаний. Затем он будет установлен и испытан на «летающей лаборато-рии» — так называют специально оборудованный самолет Ил-76. Для запуска серийного производства

— С.П.: В 2014 году мы организова-ли современный учебный центр, в составе которого функционирует и компьютерный класс. Для освоения нового программного обеспечения мы включаем в группу экспертов специалистов от каждого подразде-ления. В обязательном порядке в группе обучается специалист отдела управления инженерными данны-ми — это наш будущий преподава-тель. Группа проходит полный курс базового обучения — в результате мы получаем подготовленную ко-манду внедрения ПО. Эксперты вы-дают рекомендации для адаптации ПО, участвуют в тестировании, гото-вят примеры для внутреннего курса обучения. Они оперативно обучают коллег на рабочих местах, исполь-зуя реальные данные, а не вирту-альные примеры.Надо сказать, молодые специалисты «ПМЗ» охотно осваивают информа-ционные технологии, и старшее по-коление стремится не отставать от них. Все понимают — переход в цифровой формат неизбежен.— В середине июня 2015 года на «ПМЗ» прошло заседание пред-ставителей предприятий, входя-щих в ОДК, на котором собрав-шимся был представлен проект нового завода авиадвигателей. Как и чем обоснована необходи-мость строительства завода? — Дмитрий Оконешников (Д.О.): Для такого решения были причины. Все авиационные заводы в России достаточно стары. Так, наш завод был введен в строй в 1934 году. Его основным предназначением тогда был выпуск поршневых двигателей, применявшихся в военной и транс-

Сергей Владимирович Попов, управляющий директор ОАО «ПМЗ» — руководитель дивизиона «Двигатели для гражданской авиации» ОАО «Объединенная двигателестроительная корпора-ция» (ОДК)

29


ПД-14 требуется хорошее техниче-ское оснащение: надо подготовить площади, обучить людей, изготовить оснастку, закупить и запустить станки с ЧПУ, разработать технологию. Каж-дый следующий двигатель отличает-ся от предыдущего количеством де-талей, изготовленных на нашем заводе; оно будет расти пока мы не освоим производство всех наших де-талей.Мы строим свой испытательный стенд, на котором будут проходить испытания двигателя ПД-14. Стенд находится за городом, на существую-щей испытательной станции. Для вы-полнения этих работ мы пригласили к сотрудничеству канадскую компа-нию MDS Aero Support Corporation, которая участвовала в разработке проекта стенда. Она же поставит часть оборудования для управления испытаниями, подсчета и регистра-ции параметров.Мы рассчитываем, что привлечение фирмы MDS поможет нашему двига-телю пройти сертификацию, в том числе по международным нормам.— В чём заключается специфика производства авиадвигателей во-обще и на «ПМЗ» в частности? — И.Б.: В двигателестроении одна из специфических тем — использова-ние труднообрабатываемых материа-лов, таких как титан и жаропрочные стали, например. Специфика в том, что такие материалы обрабатывают-ся на специальных режимах: ско-рость резания и подачи существенно ниже. При производстве ПД-14 мы применяем новые материалы, кото-рые прежде не использовались. Поя-вились новые стали, которые долж-

ны проходить несколько стадий термообработки; по этой причине они превосходят аналоги по долго-вечности. Из таких сталей произво-дятся диски и валы турбины, напри-мер.— Чего не удавалось добиться при прежней системе подготовки про-изводства? Как вы решаете возни-кающие проблемы при подготов-ке производства нового двигателя? — И.Б.: Сегодняшняя подготовка производства отличается от той, ко-торую мы вели ранее, несколькими моментами. Во-первых, благодаря проектированию в 3D уменьшилось количество ошибок, которые «вы-плывают» на стадии сборки готово-го изделия. Во-вторых, благодаря применению САПР меньше погреш-ностей и у наших конструкторов, которые проектируют оснастку. В-третьих, ТПП идет гораздо бы-стрее. В-четвертых, благодаря ис-пользованию современных станков с ЧПУ объем необходимой оснастки существенно сократился. За счет со-вмещения разных видов обработки на одном станке у нас отпала необ-ходимость в кондукторах для свер-ления отверстий и т.д. Но нужно помнить, что у нас пока параллельно производится продук-ция по старой технологии, и новая, такая как ПД-14, которая создается уже по безбумажной технологии.— Марина Сергеевна, прежде чем мы начнем говорить о проекте по автоматизации ТПП нового двига-теля, которым Вы руководите, об-рисуйте, пожалуйста, прежний ландшафт. Какие программные

продукты использовались на предприятии для таких задач? — Марина Трушникова (М.Т.): На конец 2013 года ситуация была сле-дующая. Наша полностью «само-писная» система АСУП являлась средой и инструментом формиро-вания плана производства и т.д. В ней имелся раздел конструкторских и технологических нормативов, а данные вводились вручную из бу-мажных документов операторами отдела АСУП. Все системы для ТПП на заводе были доморощенными — они разрабатывались силами отде-ла совершенствования ТПП (ОСТПП), который функционировал отдельно от ИТ-службы завода и ре-шал задачи, поставленные главным технологом, в том числе по проек-тированию оснастки. Специалисты ОСТПП разработали пять САПР тех-нологических процессов: механос-борки, ковки, литья, сварки, термо-обработки. Каждая система имела свои справочники операций, еди-ниц измерений и оборудования, которые хранились локально на компьютерах технологов. Назначе-нием этих САПР был выпуск бумаж-ной технологической документа-ции.Нужно отметить, что с конца 2012 года у нас уже была развернута сер-верная составляющая системы Teamcenter и приобретены первые лицензии. Инженерный центр элек-тронных технологий (ИЦЭТ) тогда занимался внедрением этого реше-ния у себя — для хранения данных и моделей спроектированной ли-тейной оснастки. На тот момент на заводе только эта группа работала с

Перспективный двигатель ПД-14 содержит в себе не только новые конструктивные решения, новые материалы и технологические подходы — он разрабатывается с применением самых современных информационных технологий. Для реализации проекта и обеспечения уникальных характеристик изделия требуется качественный инженерный анализ.

30


компанией ЛАНИТ, интегратором PLM-решений от Siemens.В конце 2012 года «Авиадвигатель» стал публиковать на базе техноло-гии Teamcenter Multisite необходи-мые для производства данные по двигателю ПД-14. Тогда в нашем от-деле технической документации и множительной техники (ОТДМТ) был выделен администратор импор-та данных, который забирал эти данные и загружал в наш Teamcenter. Проблема заключалась в том, что Teamcenter у нас еще не был установлен на рабочих местах, и люди еще не были обучены рабо-те в системе. Поэтому мы продол-жали доверять бумаге.30 декабря 2013 года мы совместно с ЛАНИТ защитили эскизный проект автоматизации ТПП, в котором очертили границы первого и второ-го этапов внедрения. Определили необходимый нам набор лицензий, решаемые задачи, основных участ-ников. Надо сказать, что оснащение лицензиями NX и Teamcenter на тот момент было достаточным для на-чала проекта. Тот объем работы, ко-торый нам уже удалось проделать за достаточно короткий отрезок времени, можно считать быстрым стартом.— Будут ли интегрированы имев-шиеся средства автоматизации ТПП с решениями от Siemens, то есть с Teamcenter? Будут ли они развиваться, или же их судьба — отправиться на свалку истории? — М.Т.: Да, мы планируем интегри-ровать САПР ТП собственной разра-ботки с Teamcenter для загрузки данных технологий. Но уже в бли-жайшем будущем будем использо-

вать только Teamcenter. Для этого нужно время, но другого выхода у нас нет — система должна быть единой.— Перенимали ли вы чьи-то «луч-шие практики» по автоматизации конструирования и подготовки производства или шли напролом, нарабатывая свои? Какое влия-ние оказали на Вас лично и на «ПМЗ» достижения ОАО «Авиад-вигатель» в этой сфере, появив-шиеся вследствие применения ПО от Siemens? — М.Т.: Эскизный проект мы гото-вили вместе со специалистами ЛА-НИТ. Порядок внедрения, круг во-просов и поэтапность задач мы определили вместе с интегратором. Из-за острой нехватки времени, мы в тот момент не хотели погрязнуть в трясине разработки решений, соз-даваемых специально под нас «с ну-ля». Поэтому мы просили ЛАНИТ на-чать с внедрения решений, которые были реализованы у наших коллег, но которые, как пазл, складываются и связываются вместе. Начали мы с готового модуля для автоматизации расцеховки: мы его протестировали и сформировали перечень требова-ний к этому ПО в соответствии с тем, как принято формировать рас-цеховку у нас.Можно сказать, что на «ПМЗ» было чистое поле, поэтому специалисты ЛАНИТ смогли на нашей площадке реализовывать классическую мето-дологию внедрения решений Siemens. Коллеги из «Авиадвигате-ля» нам помогают во многом, включая необходимое обучение. У нас с ними рабочие и дружеские от-ношения.

— Известно, что внедрение Teamcenter нередко приводит к пе-ресмотру парадигмы функциони-рования предприятия, изменению оргструктуры и многих бизнес-про-цессов. Происходило ли нечто по-добное на «ПМЗ»? — М.Т.: Верно, некоторые измене-ния пришлось провести и нашему предприятию. Например, создан но-вый Центр конструкторской подго-товки производства. Существенные изменения происходят в Централь-ном технологическом отделе, потому как, в связи с переходом к сквозно-му техпроцессу, полностью меняют-ся подходы к разработке технологии. Также изменения коснутся работы СКО (серийный конструкторский от-дел). Дело здесь вот в чём. По двига-телю ПС-90А подлинники КД переда-ны на ведение в «ПМЗ». При этом электронные подлинники КД ведет сам «Авиадвигатель». Мы никогда не сможем остановить «хождение» на-ших сотрудников в их Teamcenter, ес-ли эти объекты также не будут пере-даны нам. При этом у нас всё же останется совместная с коллегами процедура согласования внесения изменений в эти КД. Сейчас готовит-ся соответствующее решение — на-деюсь, что к концу года оно вступит в силу.— Насколько важна тесная инте-грация решений для автоматиза-ции ТПП с системой управления предприятием — ERP? Предусма-тривает ли ваш проект интеграцию автоматизированной системы ТПП на базе Teamcenter и корпоратив-ной системы управления предприя-тием — АСУП или ERP? Если да, то, на каком уровне? Как будет осу-ществляться синхронизация баз данных PDM-системы Teamcenter и ERP/АСУП? — С.П.: В среде Teamcenter у нас ве-дутся все нормативные данные: элек-тронная конструкторская документа-ция, расцеховка, сквозные технологические процессы, инфор-мация о материале, оборудовании и оснастке. Данные классифицирова-ны и проходят по процедуре элек-тронного согласования, получая ста-тусы. Нет смысла повторно вводить уже сформированные данные для автоматизированных систем плани-рования и учета, поэтому интеграция с ERP-системой необходима. Одна из наших целей внедрения PLM — фор-мирование «электронного дела» дви-гателя. Без обратных данных от

Дмитрий Владимирович Оконешников, директор проекта «Новое производство»

31


ERP-системы получить его автомати-зированным способом невозможно. У нас пока еще используется инфор-мационная система собственной раз-работки, и мы обеспечиваем инте-грацию с ней самостоятельно. В дальнейшем, при выборе ERP-систе-мы, одним из обязательных критери-ев будет интеграция с PLM.Пользователь не должен работать в двух системах. Рабочая среда для технолога — Teamcenter, для плани-ровщика — программный модуль планирования, для бухгалтера — свой программный продукт. Данные должны перетекать в привычную для пользователя программную среду в режиме онлайн.— Вашему предприятию, разумеет-ся, требуется информационное вза-имодействие со смежниками и под-рядчиками. Как это реализовано? Посредством Teamcenter Multisite Collaboration? — М.Т.: Да, нам приходится активно взаимодействовать не только с «Ави-адвигателем», но и с другими участ-никами кооперации по ПД-14. У большинства из них есть Teamcenter Multisite. Они выкладывают данные для нас, и мы их получаем именно таким образом. Это прекрасная технология, она у нас развернута и отлично работает. Не-посредственно отладку Teamcenter Multisite делали специалисты ЛАНИТ и «Авиадвигатель». У нас создан от-дел для технического сопровожде-ния Teamcenter и Teamcenter Multisite.— Одна из заявленных целей ваше-го с ЛАНИТ проекта «Единой систе-мы подготовки производства» —

актуализация стандартов автоматизации процессов ТПП, из-готовления, доводки, эксплуата-ции, технического обслуживания, ремонта и модернизации двигате-лей. В чём заключается важность актуализации этих стандартов? — М.Т.: Дело в том, что в настоя-щее время в стандартах прописано, как работать с бумажными доку-ментами. А что делать рабочим, ес-ли бумажный чертеж не пришел, а есть аннотированная 3D-модель до-полнительной производственной информацией (PMI)? Вот поэтому нам и нужно внести в стандарт но-вый раздел, регламентирующий ра-боту с 3D-моделями. Пока можно сказать, что мы с ними работаем «обрывочно». Например, управля-ющие программы на станки с ЧПУ и новые КИМ формируются, разуме-ется, по 3D-моделям; литейная ос-настка тоже проектируется по 3D-модели. Но если мы предложим 3D-модель рабочему, то он попро-сит чертеж, как более понятный и привычный для него носитель ин-формации.Над стандартами нам нужно еще поработать, поскольку жесткая ре-гламентация взаимодействия сои-сполнителей — это условие прохож-дения сертификации в АР МАК. — Какой процент задач автомати-зации процессов ТПП, включен-ных в ваш проект, сдан в про-мышленную эксплуатацию? Давайте пройдемся по основным задачам вашего проекта… — М.Т.: В декабре 2014 года мы за-пустили в опытно-промышленную эксплуатацию три задачи: техпрора-

ботка КД, хранение результатов CAD/CAE (этот модуль мы заимство-вали у «Авиадвигателя»), проекти-рование средств технологического оснащения. Весной с.г. эти задачи перешли в фазу промышленной эксплуатации. В фазе опытно-промышленной экс-плуатации находятся также: проект по разработке сборочной техноло-гии двигателя в решениях Cortona3D; проект по проведению технологических извещений; созда-ние каталогов и эксплуатационной документации. Не позднее чем че-рез год у нас будет готов каталог на ПД-14, подготовленный средствами Cortona3D. На этапе тестирования находятся интеграция Teamcenter с САПР ТП и концепция того, как должен выгля-деть сквозной техпроцесс. — Поскольку «ПМЗ» — серийный завод, вся КД на новое изделие должна быть подвергнута техно-логической проработке, то есть, проверена на соответствие ряду критериев. В какой мере удалось автоматизировать этот процесс — помимо регистрации, подготовки сводных документов и других сравнительно простых действий? — М.Т.: Этап технологической про-работки КД крайне важен. Прежде эскиз, замечания и другая инфор-мация до старта проекта рассыла-лись на бумаге. После этапа расце-ховки мы автоматизировали именно этот процесс. Извещения на изменения прежде прорабатыва-лись повторно всеми технологиче-скими бюро цехов, участвующих в изготовлении, что занимало уйму

В 10-летней перспективе планируется трехкратное увеличение объемов производства. Мы заключили долгосрочный контракт на производство двигателей для транспортных самолетов Ил-76 и осваиваем серийное производство нового двигателя ПД-14 для самолета МС-21 — надежды всей России на собственную авиацию.

32


времени. Теперь же, если деталь уже получила статус, что она техно-логически проработана на «ПМЗ», и в извещении она содержится имен-но с таким статусом, то повторно через всех технологов она уже не проходит. Работая в Teamcenter, мы можем отслеживать в режиме он-лайн, какие замечания конструктор принял, а какие — нет.Техпроработка по всем изделиям полностью автоматизирована в сре-де Teamcenter, бумажный докумен-тооборот по этой части ликвидиро-ван. Модуль по техпроработке в Teamcenter находится в промыш-ленной эксплуатации. По этой теме написан единый стандарт для обоих предприятий — «ПМЗ» и «Авиадви-гатель», — который проходит про-цедуру согласования. Кроме того, мы заимствовали у «Авиадвигателя» решение по фор-мированию ЭЦП (электронно— цифровой подписи) и удостоверяю-щего листа, взяв за основу их стандарт. — Один из первых этапов подго-товки производства нового изде-лия — разработка маршрутов из-готовления (расцеховок). Как удалось автоматизировать этот этап в среде Teamcenter? Какие результаты получены? — М.Т.: С 9 июня 2015 года техно-логическая проработка конструк-торской документации в Teamcenter находится у нас в промышленной эксплуатации. Все данные из нашей системы АСУП загружены в базу Teamcenter. При получении предва-рительной и не утвержденной кон-структорской документации, БРИП (Бюро расцеховки изделий произ-

водства) ставит предварительную расцеховку в Teamcenter и отправ-ляет её по процессам согласования. Также в опытно-промышленную эксплуатацию запущен процесс приема извещений на изменения. Функциональность решения по утверждению расцеховки и выгруз-ке этих данных обратно в информа-ционную систему была успешно протестирована. У нас достаточно жесткие сроки на всё, поэтому через три, максимум четыре, месяца начнется промыш-ленная эксплуатация этих процес-сов. В принципе, расцеховка не являет-ся проблемой для нашего произ-водства, поскольку цеха специали-зируются на определенных видах обработки и определенных классах деталей. Если говорить о кастомиза-ции интерфейса, то она была сдела-на на стандартных объектах Teamcenter. — Как обстоит дело с автоматиза-цией проектирования операцион-ных техпроцессов — например, механообработки? Они проекти-руются доморощенной САПР ТП? — М.Т.: Как я уже говорила, мы на-ходимся на стадии утверждения концепции, которая описывает пол-ностью сквозной технологический процесс, архитектуру хранения тех-нологических данных и нормати-вов, уровень ответственности служб, кто участвует в согласова-нии, кто и какие права может пере-давать.В рамках большого проекта работы с аннотированными 3D-моделями с PMI, в котором задействовано не-сколько десятков человек, опреде-

лены пять деталей, для которых мы будем делать этот абсолютно новый сквозной техпроцесс. Надеюсь, что к 12 октября получим первый резуль-тат. Впервые у нас на предприятии рабочие отработают по эскизам, сде-ланным с 3D-модели. По результатам будут сформированы требования — что именно нужно доработать в ин-терфейсе приложения. По моим оценкам, за шесть-семь месяцев мы сможем завершить доработку кон-цепции, и технологи смогут работать в комфортной для них среде Teamcenter. После этого мы оконча-тельно перенесем все данные из САПР ТП в среду Teamcenter. — А как обстоит дело со средства-ми проектирования техпроцессов сборочного производства? Плани-руются ли здесь инновационные изменения? Ощущается ли потреб-ность в инструментах моделирова-ния сборочных процессов сложных узлов авиадвигателя — в частно-сти, Tecnomatix и Cortona3D? — И.Б.: Для выполнения этих задач мы используем продукты Cortona3D, интегрированные с Teamcenter по ре-комендации компании ЛАНИТ. Пре-лесть новой технологии, по сравне-нию с бумажной, вот в чём: она позволяет повернуть деталь в про-странстве, посмотреть её обратную сторону. Эта технология уже внедре-на в сборочном процессе, но пока еще не до конца. Половина работни-ков участка в сборочном цехе подхо-дит к мониторам и рассматривает 3D-модель узлов двигателя со всех сторон. Это очень удобно, специали-сты сразу понимают, с чего правиль-но начинать сборку. Главные досто-инства — наглядность модели и обучающая функция системы. — М.Т.: Под решение этих задач со-здана проектная группа, располо-женная рядом со сборочным цехом. Несколько специалистов по сборке создают средствами Cortona3D все технологии сборки на двигатель ПД-14. В соответствии с планом, эту ра-боту они должны завершить к 29 де-кабря 2015 г. Все технологии по сборке должны храниться в Teamcenter.Надо отметить, что в этом процессе нам помогают специалисты ЛАНИТ, поскольку возникают вопросы с ин-теграцией решений. — При автоматизации проектиро-вания техпроцессов совершенно необходимая вещь — формирова-ние и ведение технологических

Иван Григорьевич Башкатов , технический директор ОАО «ПМЗ»

33


справочников по оборудованию, операциям, инструменту и пр. Как у вас с этим? — М.Т.: Часть технологических спра-вочников — например, на материа-лы — уже переведена в Teamcenter. По оборудованию — пока еще нет. Готовятся и описываются процедуры по добавлению оборудования и его классификации в системе. В полной мере справочники будут интегриро-ваны в Teamcenter тогда, когда тех-нолог сядет разрабатывать или про-верять технологию и обнаружит, что ему чего-то не хватает. Тогда будет сформирована процедура заявки на добавление в классификатор. Это ка-сается всего: покупного инструмен-та, инструмента, который проектиру-ется нашими службами и т.д. Нами сделана часть работы по хранению и согласованию разработанной КД на оснастку, но пока еще не реализован кусочек, связанный с формировани-ем заявки на проектирование и от-правкой заказа на изготовление на Инструментальный завод. Путь и ход выполнения такой заявки будут от-слеживаться в Teamcenter. Инстру-ментальное производство также го-товится к оснащению системой Teamcenter, так что мы сможем фор-мировать требования к тому, какую информацию хотим получать от них.— Как у вас обстоят дела в сфере программирования обработки на станках ЧПУ? Сколько рабочих мест NX CAM используется и каких кон-фигураций? Сколько времени заня-ло освоение этого непростого ПО? — И.Б.: Задача технологической службы — разработать технологию производства, на основе которой

программисты формируют управ-ляющие программы для ЧПУ. Соз-дан специальный отдел программ-ного управления. Его специалисты используют NX CAM, но готовые УП пока хранятся в системе собствен-ной разработки. В планах следую-щего года — реализовать проект по организации загрузки, хранения и согласования всех УП в среде Teamcenter. У нас есть задел разработанных УП, которые пока еще не были внедре-ны в производство. Сегодня внедре-ние УП не является для нас узким местом. Основная часть станков с ЧПУ работает под управлением сто-ек Siemens. — В какой мере сегодня автома-тизированы процессы проектиро-вания инструмента и оснастки, штампов и пресс-форм? Использу-ются ли специальные решения Siemens для этих задач — Die/Mold Wizzard? — И.Б.: Да, мы используем в работе эти решения. В нашей структуре есть Инженерный центр электрон-ных технологий (ИЦЭТ), занимаю-щийся проектированием сложной формообразующей оснастки (штампы и пресс-формы), который полностью оснащен решениями от Siemens PLM Software. Вся инфор-мация, касающаяся проектирова-ния средств технологического осна-щения, хранится в Teamcenter и проходит процедуру электронного согласования. Этот этап проекта был сдан в эксплуатацию в мае с.г. Только что был подписан приказ о формировании Центра конструк-торской подготовки производства,

в который будет входить и ИЦЭТ. — Для обслуживания и ремонта двигателей требуются электрон-ные и бумажные каталоги и экс-плуатационная документация. Ка-кие есть идеи на этот счет? — М.Т.: В наши обязанности входит создание и выпуск бумажных ката-логов и ремонтно-эксплуатацион-ной документации. Не позднее чем через год на весь двигатель ПД-14 будет подготовлен каталог с помо-щью решений Cortona3D. Специали-сты ЛАНИТ провели необходимое обучение по этой теме, оснастили нас лицензиями. В нашем эскизном проекте мы даже прописали все требования к оформлению такой документации. Ремонтная документация на план-шетном компьютере — это очень удобно и полезно для наших заказ-чиков. Со временем это позволит уменьшить необходимость нашего присутствия там, где эксплуатиру-ются произведенные заводом уста-новки, поскольку разрешенный ре-монт смогут осуществлять местные специалисты.Кроме того, мы с «Авиадвигателем» активно работаем над формирова-нием логистической структуры из-делия, то есть определяем, что должно отслеживаться на всех эта-пах жизненного цикла, а что нет. Мы рассматриваем эту задачу с прицелом на ТОиР и создание ин-струкций по ремонту, где требуется иметь ремонтные составы изделия. Для этого конструктор должен определить степень ремонтопри-годности каждого узла и детали: возможен частичный ремонт или

В двигателестроении одна из специфических тем — использование труднообрабатываемых материалов, таких как титан и жаропрочные стали, например. Специфика в том, что такие материалы обрабатываются на специальных режимах: скорость резания и подачи существенно ниже. При производстве ПД-14 мы применяем новые материалы, которые прежде не использовались.

34


сроки. Многие составляющие про-цесса ТПП унифицированы, создана библиотека типовой оснастки и установлен порядок её проектиро-вания. Все данные из «ТехАрхива» будут заведены в базы Teamcenter наряду с технологическими норма-тивами из системы АСУП, которые используются для расчетов планов.— Каков масштаб освоения и при-менения системы Teamcenter на предприятии? Сколько и каких ли-цензий приобретено и реально ис-пользуется?— М.Т.: У нас имеется порядка пяти-сот рабочих мест Teamcenter и NX. К системе подключены ОТДМТ, СКО, все техбюро. Надо отметить, что на-шим специалистам открыт и доступ к базам Teamcenter наших коллег из «Авиадвигателя». Одна из задач состоит в том, чтобы увеличить пол-ноту данных в нашей собственной системе, чтобы со временем наши специалисты работали только с ней. Недостаточная полнота данных свя-зана с тем, что на тот момент, когда шла процедура массовой приемки КД от «Авиадвигателя» по проекту ПД-14 через Teamcenter Multisite, у нас еще не было необходимого опыта, и мы не знали, как правиль-но эту документацию принимать. Оказалось, что в этом деле есть много нюансов. В дальнейшем мы провели дополнительное обучение специалистов, которые осуществля-ют приемку данных. Теперь, при не-обходимости, мы обновляем КД.— Какими своими достижениями в сфере автоматизации ТПП и вне-дрения PLM вы гордитесь? С Ва-шей профессиональной точки зрения, в чём состоит особен-

ность вашего проекта? Чем, на Ваш взгляд, этот проект необычен, в чём особо успешен?— М.Т.: Мы разработали концепцию сквозных техпроцессов, которую должен утвердить И.Г. Башкатов. Для презентации нашей концепции мы собрали всех начальников техбюро и их ведущих специалистов. Мы проде-монстрировали им вживую, как бу-дут выглядеть сквозные техпроцессы в Teamcenter. Конечно, мы понима-ем, что трудозатраты технологов воз-растут, однако и преимуществ у тако-го современного подхода очень много: оборудование, инструмент, операции, инструкции и все основ-ные справочники можно посмотреть по одному клику мышки.— Ставились ли в вашем проекте какие-то измеряемые цели в тер-минах показателей деятельности «ПМЗ», а не количества приобрета-емых лицензий? Например, ускоре-ние работ по ТПП на столько-то про-центов…— М.Т.: Измеряемые достижения у нас есть. Так, время прохождения процессов технологической прора-ботки КД сократилось в три раза! Эту разницу мы уже почувствовали. На-лицо и увеличение объемов произ-водства. Перед техническими бюро стоит задача увеличить в конце года число выпущенных (постоянных) техпроцессов на 35%. Сейчас они де-лают это не в среде Teamcenter, а с помощью САПР ТП. То, что у всех технологов есть доступ к Teamcenter, и что они имеют воз-можность увидеть даже готовящиеся проекты извещений на изменения — это нам здорово помогает. В целом, освоение серийного производства такого сложного нового изделия, как ПД-14, идет у нас быстрыми темпами.— То есть, сегодня Вы уже можете конкретно сказать, как влияет на показатели деятельности завода автоматизация ТПП на базе продук-тов и технологий Siemens PLM Software…— М.Т.: Мы ошибочно вписали в наш план сокращение сроков подготовки производства! Продолжительность ТПП в среде Teamcenter и её трудоем-кость увеличились. При этом, внесе-ние изменений и отслеживание сквозной цепочки прохождения из-менения существенно ускорились. Каждый участник процесса по цепоч-ке узнаёт об изменении и каждый принимает решение, требуется ли его вмешательство и необходим ли

только полная замена. Сегодня это прописано в ремонтных ведомо-стях. В дальнейшем мы хотим де-лать это сразу в общей структуре из-делия.— Управление конфигурацией и ведение производственных соста-вов двигателей — важнейшая и непростая задача. Имеются ли уже какие-то представления о ре-шении этих вопросов?— М.Т.: Компания ЛАНИТ разрабо-тала для нас концепцию по управ-лению конфигурациями, и мы при-ступаем к её тестированию. Защита этого проекта состоится в октябре. После этого «Авиадвигатель» будет передавать нам двигатель в конфи-гурации «как заказано». Здесь воз-никает необходимость в глубокой интеграции с АСУП предприятия с обеспечением двунаправленного обмена данными, потому как вся эта информация должна попасть в сферу планирования.— Одна из целей вашего проекта — создание базы знаний по ТПП с возможностью их повторного ис-пользования. Какие имеются ин-струменты и возможности для до-стижения этой цели?— И.Б.: Да, это очень важная со-ставляющая нашей работы. Такая база знаний накапливалась давно, и она уже доступна нашим специа-листам сегодня. Хранится она в си-стеме собственной разработки «Те-хАрхив», которая позиционировалась как средство для оперативного создания техно-логии на бумаге. С её помощью можно по параметрам подобрать подходящую технологию, отредак-тировать и выпустить в короткие

Марина Сергеевна Трушникова, руководитель проекта внедрения Teamcenter и автоматиза-ции технологической подготовки производства (ТПП)

35


выпуск нового релиза того фрагмен-та работы, который он выполняет. Вот в чём великая сила и польза Teamcenter! Еще одна прелесть в том, что все “выкрутасы”, которые были позволительны в нашей старой си-стеме и при бумажном документоо-бороте, здесь больше не пройдут.Да, поначалу Teamcenter кажется тя-желой для понимания и освоения со-трудниками завода системой, по-скольку в ней много компонентов. Но, благодаря Teamcenter, вся работа стала прозрачной — нам видно кто и сколько дней держит у себя работу. Мы научились автоматически фор-мировать средствами Teamcenter на-глядные отчеты по текущему состоя-нию проекта. Рабочий процесс стал прозрачным, управляемым и контро-лируемым — всё и все на виду!Выстроенная система автоматизации должна помочь нам решить важную задачу — сократить время простоя двигателя. Ремонтные работы долж-ны проводиться оперативно, по-скольку деньги заказчик платит за от-работанное двигателем время, и его простой из-за поломки — это наш прямой убыток. Если мы подготовим удобную и наглядную эксплуатацион-но-ремонтную документацию, то не потребуется вышедший из строя дви-гатель обязательно везти на «ПМЗ» — его можно будет починить на ближайшей ремонтной базе. Но для этого мы должны будем обеспе-чить её необходимыми инструмента-ми, материалами, запчастями, на-глядными руководствами по ремонту.— Довольны ли Вы тем, как ЛАНИТ, партнер Siemens PLM Software, кон-

сультировал и проводил обуче-ние, как помогал внедрять ПО? Удовлетворены ли Вы этим со-трудничеством в полной мере?— М.Т.: Конечно! Мы благодарны сотрудникам ЛАНИТ и Сергею Льво-вичу Марьину, в первую очередь, за бесконечное терпение и понима-ние с его стороны. Как и в любом сотрудничестве, у нас бывали на-пряженные моменты, но мы их успешно преодолели.Отдельно хочу отметить Сергея Самсонова, который ведет наше предприятие со стороны ЛАНИТ — мы благодарны за такую привиле-гию и за то, что Сергей всегда на связи. Мне импонирует подход ЛА-НИТ к отработке наших замеча-ний — я имею в виду их онлайн-си-стему поддержки (Helpdesk) и возможность контроля процесса приема замечаний и их устранения. Наши программисты теперь дружат с программистами ЛАНИТ.— Какими достижениями проекта Вы особенно гордитесь?— М.Т.: Лично я горжусь тем, что у нашего проекта был быстрый старт. Горжусь, что удалось сформиро-вать проектную команду, во главе которой — наш управляющий ди-ректор. Мы все заодно, у нас общие цели. Показательно, что проект вне-дрения Teamcenter на «ПМЗ» — это не ИТ-проект.Проектная группа, сформирован-ная на этапе разработки и утверждения эскизного проекта внедрения, работает над ним с пер-вого дня. Эти специалисты уже ста-ли суперэкспертами в своём деле. В Управлении ИТ тоже появились

соответствующие специалисты. В связке с командой ЛАНИТ они об-разуют мощный движок, который позволяет нам легко преодолевать препятствия на пути и двигаться к цели с высокой скоростью. Я счи-таю, что за относительно короткий отрезок времени мы сделали очень много. То, каким теперь является отношение к нашему PLM-проекту на предприятии, — это просто наша победа!— Какова ваша формула успеха?— М.Т.: «Бархатных» условий суще-ствования у нас нет. Что есть, так это очень жесткие сроки и необхо-димость демонстрировать четкие и измеряемые результаты — количе-ство двигателей. На проекте ПД-14 у меня лично вырастают крылья, по-тому что это — новый перспектив-ный двигатель, созданный в «циф-ре». Освоение двигателя на серийном заводе идет с учетом про-изводства на новом, строящемся заводе! Эта перспектива заставляет нас продвигаться вперед быстрыми темпами. При такой постановке за-дачи результат вложения сил и средств будет очевиден.

Печатается с сокращениями. Полный текст интервью читайте на www.cad-cam-cae.ru

То, что у всех технологов есть доступ к Teamcenter, и что они имеют возможность увидеть даже готовящиеся проекты извещений на изменения — это нам здорово помогает. В целом, освоение серийного производства такого сложного нового изделия, как ПД-14, идет у нас быстрыми темпами.

36


Хотите узнать, какие изменения в про-мышленном производстве произойдут в ближайшем будущем? Давайте посмо-трим на работу завода Siemens в немец-ком городе Амберге.

Брак на производстве: исчезающий вид?

Каждую секунду завод компа-

нии Siemens в Амберге выпуска-

ет по одному контроллеру

Simatic.

Завод Siemens в г. Амбер-

ге основан в 1989 году.

Качество выпускаемой

продукции составляет

99,99885 %. Более 75 %

всех работ выполняется

станками и компьютера-

ми. Ежегодно на заводе

выпускается 12 миллио-

нов контроллеров Simatic

для более 60 тысяч заказ-

чиков по всему миру.

37


На предприятии царят абсолютная чистота и стериль-ность. Найти пылинку здесь также сложно, как и пресловутую иголку в стоге сена. Сотрудники в голу-бых комбинезонах бесшумно перемещаются по цеху. Длинные ряды полутораметровых серо-голубых шка-фов с оборудованием, ниспадающий водопад цифр на экранах мониторов, отображающих огромные объе-мы информации. Световые индикаторы мигают крас-ным и зеленым, а множество галогенных ламп зали-вает цех ярким холодным светом. Сборочные линии пощелкивают автоматикой, гудят приводы погрузчи-ков, шипят пневматические клапаны. Помещение, по стерильности не уступающее операционной, — всего лишь цех завода EWA концерна Siemens по выпуску электроники, расположенного в городе Амберг.

Автоматическое изготовление автома-тических системНа этом предприятии, созданном Siemens в 1989 году, изготавливают программируемые логические кон-

троллеры (ПЛК) типа Simatic, которые применяются для решения задач управления и регулирования в различных системах автоматизации. Они управляют горнолыжными подъемниками и бортовыми система-ми круизных лайнеров, а также промышленным обо-рудованием в различных отраслях: от автомобиле-строения до фармацевтики.

Двенадцать миллионов ПЛК в годSiemens — ведущий мировой поставщик ПЛК, а завод EWA входит в число образцовых. Множество контроль-ных станций надежно отслеживает единичные случаи брака — качество выпускаемой продукции составляет 99,99885 %. «В мире нет ни одного другого предприя-тия, которое обеспечивает столь высокий уровень каче-ства», — отмечает профессор Карл-Хайнц Бюттнер, ди-ректор завода EWA. Ежегодно на заводе выпускается 12 миллионов контроллеров Simatic, что соответствует выпуску одного изделия в секунду при существующей загрузке предприятия 230 дней в году.

38


Ежедневно на заводе создается

свыше 50 миллионов записей

технологической информации,

что позволяет проследить весь

жизненный цикл каждого

изделия.

Все производство максимально авто-матизировано — 75 % всех работ вы-полняется станками и компьютерами. Ручной труд используется только в на-чале технологического процесса: заго-товка — печатная плата без деталей — устанавливается на производственную линию человеком. Здесь контроллеры Simatic управляют изготовлением кон-троллеров Simatic, всего же, на всех этапах производственного процесса, применяется около 1000 таких кон-троллеров.

Свыше 60 тысяч заказчиков по всему мируКонвейер транспортирует печатные платы к принтеру, где при помощи фотолитографического процесса на плату наносится не содержащий свин-ца припой. Далее на самой быстрой технологической линии манипуляторы устанавливают на платы отдельные электронные компоненты: резисторы, конденсаторы, микросхемы — 250 ты-сяч электронных компонентов в час, и снова под управлением контроллеров Simatic. По завершении пайки печат-ные платы поступают на установку оп-тического контроля. Видеокамера про-веряет координаты компонентов на

плате, а устройство рентгеновской де-фектоскопии контролирует качество пайки. Затем печатные платы устанав-ливаются в корпуса. Изделия проходят повторные испытания и отправляются на склад в Нюрнберг, откуда ПЛК по-ставляются более чем 60 тысячам за-казчиков по всему миру. Около 20 % продукции экспортируется в Китай, а остальная часть в основном идет в Германию, США и Италию.Хотя производство на заводе в Амбер-ге является высокоавтоматизирован-ным, решения здесь в конечном итоге принимают люди. Например, техник- электронщик Йоханнес Зенгер прове-ряет работу системы контроля готовых печатных плат. Он лично не проводит испытаний плат и компонентов. «Мое рабочее место — компьютер», — гово-рит он. И Зенгер, и его коллеги отсле-живают работу всего предприятия из своих кабинетов. Это стало возмож-ным благодаря нанесению на каждую печатную плату уникального штрих-ко-да, считываемого технологическим оборудованием. Тысячи сканеров в режиме реального времени считыва-ют штрих-коды и регистрируют все вы-полняемые операции и их параметры: температуру пайки, место установки

39


компонента, результаты испытаний.

Объединение проектиро-вания и производстваЕжедневно создается свыше 50 мил-лионов записей технологической ин-формации, которая хранится в авто-матизированной системе управления производством Simatic IT. «Фактически мы можем просле-живать жизненный цикл каждого из-делия вплоть до мельчайших под-робностей», — поясняет Бюттнер.Технологические операции програм-мируются, а их выполнение реги-стрируется на всех этапах. Система управления производством тесно ин-тегрирована с конструкторской. Раз-работанные компанией Siemens PLM Software решения NX и Teamcenter передают конструкторские измене-ния непосредственно в технологиче-ские процессы на этап изготовления контроллеров Simatic. На заводе в Амберге, где ассортимент выпускае-мой продукции составляет более ты-сячи наименований, надежная об-ратная связь с разработчиками просто необходима.Ежедневно на заводе создается свы-ше 50 миллионов записей техноло-гической информации, что позволя-ет проследить весь жизненный цикл каждого изделия.

Говорящие изделияЗавод электроники Siemens в Ам-берге — пример создания совре-менного цифрового предприятия. Через десятилетие подобная произ-водственная среда станет общепри-нятой. Здесь изделия сами управля-

ют процессами собственного изготовления — нанесенные на модели коды сообщают оборудо-ванию о технологическом марш-руте и требованиях к каждой вы-полняемой операции. Внедрение подобной системы зна-менует собой первый шаг к реали-зации концепции Industrie 4.0, по-лучившей название «четвертой промышленной революции». Она предполагает объединение вирту-альных моделей и реального за-водского оборудования, в резуль-тате которого заводы смогут в значительной степени самостоя-тельно управлять и оптимизиро-вать свою работу. Изделия и обо-рудование самостоятельно определяют порядок выполнения операции и загрузку линий для со-блюдения установленных сроков. Независимо работающие компью-терные программы, называемые

агентами, будут контролировать каждую операцию на соответствие производственным нормативам.

Производство изделий на заказКонцепция Industrie 4.0 предусма-тривает появление заводов, специ-ализирующихся на штучном выпу-ске продукции. Заводы будут прибыльными, а производство — быстрым, недорогим и высокока-чественным. При почти полной автоматизации процессов проектирование изде-лий, технологическую подготовку производства и устранение послед-ствий непредвиденных ситуаций на заводе EWA выполняют люди. Эта ситуация не изменится и в буду-щем. «Я не верю, что в обозримом будущем появятся машины, спо-собные думать и работать без вме-шательства человека», — считает Бюттнер. На заводе EWA в каждой смене работает примерно 300 че-ловек, а всего на предприятии тру-дится около 1100 специалистов.

Сотрудники с идеями«Мы не собираемся создавать про-изводство без человека», — пояс-няет Бюттнер. Даже эффективно работающие станки не способны предложить новые идеи по даль-нейшему совершенствованию про-цессов. 40 % ежегодного прироста производительности приходится на предложения сотрудников, оставшиеся 60 % — результат ка-питальных вложений в инфра-структуру, в частности в покупку новых сборочных линий, внедре-ние инновационного транспортно-го оборудования. По мнению Бютт-нера, «сотрудники гораздо лучше

40


41


руководства знают, что работает хо-рошо, а что нет и каким образом можно улучшить существующие процессы». Так, в 2013 году на заво-де EWA было внедрено 13 тысяч ра-ционализаторских предложений со-трудников, а общая сумма вознаграждений составила почти миллион евро.40 % ежегодного роста производи-тельности приходится на предложе-ния сотрудников, а 60 % связаны с капиталовложениями в инфраструк-туру предприятия.

Высочайшая эффектив-ность завода в КитаеУ маленького баварского города Амберг и огромного китайского ме-гаполиса Чэнду мало общего, за ис-ключением функционирующих в них передовых предприятий Siemens, специализирующихся на выпуске средств автоматизации. За-вод электронных изделий компании Siemens в Чэнду (SEWC) в Юго-Запад-ном Китае открылся в феврале 2013 года. Он во многом аналогичен за-воду в Амберге и также выпускает контроллеры Simatic. «Мы заинтере-сованы размещать производствен-ные мощности как можно ближе к заказчикам», — поясняет Йохен Бергер, координатор проектов заво-да EWA. Китаю, крупнейшему миро-вому рынку систем автоматизации и второму после европейского рынку программируемых логических кон-троллеров, уделяется особое внима-

40 % ежегодного роста производительности приходится на предложения сотрудников, а 60 % связаны с капиталовложениями в инфраструктуру предприятия.

ние. На заводах в Чэнду и Амберге применяются одинаковые про-граммные средства и технологиче-ские маршруты. Достигнутый на китайском заводе SEWC уровень автоматизации пока ниже, чем показатель в 75 % для завода в Амберге. Линейка выпу-скаемой продукции также отлича-ется. Однако в плане энергетиче-ской эффективности завод SEWC нисколько не отстает от завода в Амберге — он первым в Чэнду по-лучил золотой сертификат LEED за выдающиеся достижения в обла-сти экономии энергии и охраны окружающей среды. Завод расхо-дует на 2500 тонн меньше воды, выбрасывает на 820 метрических тонн меньше CO2, а также ежегод-но экономит 116 тысяч евро на электроэнергии благодаря приме-нению технологий «умного дома» по сравнению с аналогичными зданиями. На заводе SEWC работает около 350 человек, половина из них за-действована на производстве, дру-гая — во вспомогательных служ-бах. «Мы еще находимся в процессе создания предприятия, — говорит Андреас Букенбергер, директор завода SEWC. — Мы ра-ботаем над повышением уровня мастерства, ведем обучение со-трудников. Нам предстоит вывод новых изделий на рынок, усиление маркетинга, а также расширение связи с поставщиками, заказчика-

ми и государственными органа-ми». На заводе SEWC внимательно изучают стандарты качества, при-нятые на предприятии в Амберге. «Сегодня мы используем более крупные станки, чем 25 лет назад, и у нас стало больше оборудова-ния», — рассказывает Норберт Экл, начальник технологической службы завода EWA. При внима-тельном рассмотрении становится ясным, что технологические про-цессы и их результаты также силь-но изменились. Однако высокий уровень автоматизации не сильно изменил внешний вид завода EWA. Работа ведется в тех же самых це-хах, число сотрудников практиче-ски не увеличилось, при этом се-годня завод выпускает в семь раз больше продукции, чем в 1989 го-ду, а качество выросло существен-но. Если в 1989 году уровень бра-ка составлял 500 дефектов на миллион изделий, то теперь он не превышает 12. «Это впечатляю-щее достижение», — отмечает Бюттнер, в то время как за его спиной пощелкивают автоматикой сборочные линии, гудят приводы погрузчиков, шипят пневматиче-ские клапаны. Сегодня на заводе EWA появляются на свет самые со-временные технологии автомати-зации. Поэтому для завода в Чэн-ду, как и для многих других промышленных предприятий, за-вод EWA — идеальный пример для подражания.

42


В последнее время специалисты достаточно предметно заговорили о системной инженерии, о возможностях использования и реализации этого подхода в конкретных программах, направленных на создание сложных, содержащих большое число компонентов, изделий. Мы пригласили к беседе Виктора Беспалова, вице-президента, генерального менеджера Siemens PLM Software В РФ и СНГ, чтобы разобраться с этим термином и ответить на ряд вопросов. Почему о системной инженерии специалисты активно заговорили только сейчас, какие преимущества дает применение подходов системной инженерии и как это направление будет развиваться в ближайшие годы?

Увидеть лес за деревьями

43


Впервые понятие системной инженерии появилось в 1940-е годы, когда компа-нии Bell Telephone Laboratories потребо-валось организовать управление проек-том разработки как целостной системой, а не набором отдельных ком-понент. Ее развитие обусловлено колос-сальным усложнением разрабатывае-мых и производимых изделий, в первую очередь в отраслях, создающих наукоемкую продукцию: автомобили, самолеты, космические ракеты и кораб-ли. В этих изделиях основная инноваци-онная составляющая находится не в об-ласти механических систем, а в области интеграции механических систем, элек-тронных компонент и соответствующе-го программного обеспечения, которое обеспечивает управление мехатронны-ми системами. То есть на пересечении трех компонент. Подход, ориентирован-ный на изделие и отвечающий за созда-ние и выполнение процессов, которые охватывают различные инженерные дисциплины, и обеспечивающий удов-летворение нужд заказчика и конечно-го пользователя получил название си-стемной инженерии. Этот междисциплинарный подход использу-ется для контроля за разработкой очень сложных инновационных и нау-коемких систем.Насыщенность сегодняшней авиацион-ной и автомобильной техники электрон-ным и программным обеспечением по сравнению с прошлыми десятилетиями показала взрывной рост. Так, стоимость программного обеспечения, которое

использовалось на борту для управле-ния различными компонентами авиа-ционного комплекса в 1970-е годы, со-ставляла менее 20 % от общей стоимости. Сегодня она превышает 40 %. Согласно данным американской статистики, контролируемые программ-ным обеспечением функции на самоле-те F-11, разработанном в 1970-е годы, составляли всего лишь 20 %, а на F-22, созданном в 2000-е, их доля уже до-стигла 80 %. Только представьте, на-сколько усложнились задачи, связан-ные с отработкой как элементов соответствующего ПГУ, который ставит-ся на борт, и соответствующих контрол-леров, механотроники, которой управ-ляют эти контроллеры, так и, соответственно, с механической состав-ляющей самолета. В условиях возрастающей сложности изделий, комплексности процессов раз-работки и производства наукоемких из-делий системная инженерия позволяет в целом держать всю картину разработ-ки нового продукта под контролем и вместе с тем обеспечивать управление требованиями, предъявляемыми к раз-рабатываемому продукту на протяже-нии его жизненного цикла. Появляется возможность выявить риски и произве-сти их оценку на ранних этапах. Таким образом риск принятия неправильных решений сокращается, поскольку на са-мых ранних этапах мы определяем тре-бования и понимаем природу и поведе-ние системы в окружающей среде, можем определить ее характеристики с

Системная инженерия — под-ход, ориентированный на изде-лие и отвечающий за создание и выполнение процессов, кото-рые охватывают различные ин-женерные исциплины, и обеспе-чивающий удовлетворение нужд заказчика и конечного пользователя.

44


точки зрения пользователей. Воз-можность осуществлять поиск нео-пределенности и изменяемых пара-метров позволяет контролировать и отслеживать те параметры, измене-ние которых оказывает существен-ное влияние на характеристики си-стемы. Что особенно важно, мы можем отслеживать требования нормативных документов, которые создаются организациями, регули-рующими порядок и правила разра-ботки и последующей эксплуатации того или иного изделия. Например, сертификационные требования в авиации. Контроль снижения ри-сков и устранения возможности принятия неправильных решений позволяет сократить общую стои-мость жизненного цикла изделия. Приведем еще немного статистики. Если в конце 1990-х годов на авто-мобилях среднего класса количе-ство средств электронного контро-ля, таких как системы курсовой устойчивости, контроля температу-ры в салоне, противозаноса, систе-мы, связанные с электронным впрыском топлива в двигатель и т. д., составляло порядка 18, то на сегодняшний день их требуется бо-лее 50. На машинах премиального класса их число за аналогичный пе-риод возросло с 70 до 100. В то же время за последний год, по данным CNN Money, только в США было ото-звано более 52 миллионов автомо-билей. Каждый возврат автомобиля стоит примерно 100 долларов. В числе проблем неправильное сра-батывание тормозной системы, не-

правильная калибровка средств контроля динамики, неправильное срабатывание подушек безопасно-сти и многие другие. Аналогичные примеры можно найти и в авиаци-онной отрасли. Так, компания Boeing вынуждена была остановить полеты самолетов Dreamliner 787 по причине возникновения про-блем с нагревом аккумуляторных батарей. Проблемы с бортовыми кабельными системами привели к задержке выпуска Airbus 380. Пере-численные проблемы возникают именно на этапе проектирования, то есть на раннем этапе создания изделия, при этом данные систем-ные сложности не были своевре-менно идентифицированы и учте-ны.Компании так или иначе пытаются решать подобные проблемы, ис-пользуя различные подходы. Так, один из организационных подходов базируется на управлении требова-ниями. Предприятие через управле-ние требованиями фиксирует обла-сти, в которых происходит взаимодействие между разными функциональными подразделения-ми, таким образом снижая риски взаимоисключающих или несогла-сованных требований. Однако не-которая доля рисков все равно остается — если требования заданы и увязаны между собой неправиль-но, то и продукт будет создан не-верно. Казалось бы, изделия усложняются постоянно, этот процесс не прекра-щается со времен создания первых

орудий труда. Системы управления требованиями были созданы даже не вчера, а гораздо раньше. Процессы управления ими автоматизированы. Существуют системы по управлению требованиями, которые функциони-руют на основании текстовых доку-ментов, в которых эти требования и изложены. Но это не снижает остроту проблемы взаимоувязки и управле-ния требованиями, их последующей реализации в создаваемых продук-тах.Отличительной чертой сегодняшней ситуации является то, что сложность изделий возрастает в экспоненциаль-ной прогрессии. Вместе с тем совре-менные средства автоматизации про-цессов разработки достигли такого уровня развития и зрелости, который позволяет реализовать на практике методы системной инженерии. Поя-вились реальные предпосылки для интеграции всех подсистем. Важным фактором для создания решений, ре-ализующих методы системной инже-нерии, является уровень развития нормативной базы и международных стандартов.Siemens подошел к развитию направ-ления системной инженерии доста-точно серьезно. Предложенный ком-панией открытый модульный подход к разработке, производству и сопро-вождению создаваемых изделий — Systems Drive and Product Develop-ment (SDPD) — использует полностью интегрированные средства модели-рования и симуляции поведения из-делия, его процессов изготовления. Он полностью интегрирует задачи

45


моделирования для прогнозирова-ния характеристик изделия и произ-водительности процесса, охватываю-щих широкий спектр дисциплин и областей, в том числе механической, электрической, программного обе-спечения и элементов управления.Уровень готовности технологии для промышленного применения, а фак-тически программных систем, кото-рые требуются для реализации под-хода системной инженерии, является очень важным фактором. Если пере-ходить к конкретным примерам, то реализация системной инженерии стала возможной благодаря соответ-ствующему уровню развития функ-циональности систем NX и Teamcenter. В результате вхождения компании LMS, добившейся выдаю-щихся результатов в области автома-тизации процессов разработки раз-личного рода систем, их интеграции и оптимизации, в состав Siemens ста-ло возможным объединить все про-дукты на единой интегрированной платформе разработки Teamcenter.Как же это направление будет разви-ваться в ближайшие годы? Очевид-но, что внедрение методов систем-ной инженерии не может быть мгновенным, поскольку этот эволю-ционный подход затрагивает не-сколько областей — процессы, орга-низационные структуры и кадры. В первую очередь необходимо проана-лизировать, каким образом изме-нить процессы, чтобы в основу были положены информационные моде-ли, описывающие, в свою очередь, системы. Затем оценить, какое влия-

ние это окажет на управление и ор-ганизационные структуры, то есть как они будут выстроены, как будут взаимодействовать между собой как в рамках одной компании, так и при взаимодействии головного раз-работчика с поставщиками 1-й и 2-й линии. Наибольшую актуальность этот вопрос принимает, когда реша-ется задача интеграции самолетных или автомобильных систем на кон-кретную платформу нового автомо-биля или новой авиационной про-граммы. Еще один важный момент — подготовка инженерных кадров. Необходимы квалифицированные специалисты, которые смогут эту технологию внедрять и в дальней-шем использовать. Важно отметить, что системная ин-женерия реализует кросс-организа-ционный подход, который позволя-ет на самых ранних этапах разработки тех или иных решений через систему управления требова-ниями и системный подход отсле-живать и симулировать поведение системы на этапе ее изготовления и дальнейшей эксплуатации. Соль этого подхода в том, что пользова-тели автоматизированной системы управления разработкой уже на са-мых ранних этапах могут оценить последствия принимаемых реше-ний для последующих этапов и увя-зать требования с теми задачами, которые будут решаться на более поздних этапах. За счет того, что на начальном этапе больше внимания уделяется созданию требований, их анализу, разработке технических

проектов, в том числе оценке воз-можностей изготовления и даль-нейшего сопровождения, серьезно сокращается общее время разра-ботки изделия и ввода в эксплуата-цию серийных изделий. Поскольку именно на начальном этапе нахо-дится наибольшая зона рисков, ока-зывающих существенное влияние на стоимость производства всего изделия, совершенно очевидно, что наибольшего успеха в применении методов системной инженерии до-бьются компании, которые будут внедрять новые подходы на самых ранних этапах разработки изделия. В России внедрением подходов си-стемной инженерии в первую оче-редь интересуются компании, кото-рые занимаются выпуском наукоемкой серийной продукции. Отдельные элементы системного подхода уже начал внедрять ряд крупнейших компаний. Все они до-бились очень серьезных успехов в области автоматизации процессов разработки и совершенствования процессов разработки на этапах ра-бочего проектирования. Вместе с тем очень мало было сделано в об-ласти разработки соответствующих систем. Именно в этой области ле-жат большие, неиспользованные еще резервы для дальнейшего по-вышения эффективности работы компаний и производительности. Компания Siemens PLM Software владеет необходимыми технология-ми, системами и экспертизой и го-това ими делиться со своими заказ-чиками.

46


Эмблема легендарной компа-

нии Maserati

Наибольших успехов в дигитализации производственных процессов добились предприятия автомобилестроительной отрасли. Практически все мировые автопроизводители при разработке новых моделей и запуске новых произ-водственных мощностей применяют систему управления жизненным циклом изделий от Siemens.

Роскошь и передовые технологии, воплощенные в автомобиле Maserati Ghibli, модель

класса E, успешно продается с 2013 года.

© M

ase

rati

© M

ase

rati

47


дается с момента ее вывода на рынок в 2013 году. «В 2014 году мы продали 36 тысяч автомобилей, 65 % из них — модель Ghibli, — рассказывает Майк Биско, ди-ректор по маркетингу компании Maserati. — Рост про-даж продолжается. В 2018 году мы планируем продать 75 тысяч автомобилей разных моделей».

Массово-индивидуализированное производствоВ числе требований, предъявляемых покупателями ав-томобилей Maserati, высокое качество и индивидуаль-ное исполнение для каждого спортивного кара, выпу-скаемого компанией с давними и славными традициями. «Бездушное» массовое производство клонов машин может нанести заметный урон имиджу марки, и потому перед компанией стоит весьма не-простая задача. Maserati необходимо выпускать ка-ждую модель Ghibli в индивидуальном исполнении, как если бы это было единичное ручное производ-ство. При этом, для сохранения конкурентоспособно-сти в долгосрочной перспективе, себестоимость изго-товления не должна превышать показатели,

На протяжении 450 лет в центре Болоньи, на площади Пьяцца Неттуно, величественно возвышается над пье-десталом вооруженный трезубцем Нептун. И хотя эта статуя, высотой чуть более трех метров, не получила широкой известности за пределами Италии, поклон-никам эксклюзивных автомобилей хорошо известен трезубец бога морей. Именно этот трезубец с 1926 го-да украшает эмблему легендарной компании Maserati, выпускающей спортивные машины. Но огромное чис-ло наград за конструкторские достижения и десятки побед в гонках, широкая известность и превосходный имидж марки не удержали в прошлом веке знамени-того производителя роскошных автомобилей от ряда ошибок, повлекших за собой финансовые затрудне-ния. С тех пор ситуация кардинально изменилась: обо-рот компании Maserati, входящей в седьмой по вели-чине мировой автоконцерн Fiat Chrysler Automobiles (FCA), только за 2013-2014 годы вырос почти на 70 % и достиг 2,8 млрд евро.Значительный рост продаж обеспечил выход новых моделей Quattroporte и Ghibli. К примеру, модель Ghibli высшего среднего класса (класс E) успешно про-

48


характерные для массового выпуска продукции.С задачей создания эффективного, гибкого, индивидуализированного и экономичного производства высоко-качественных изделий столкнулись все производители автомобилей класса люкс. С переходом на принципы «бе-режливого производства» для них ста-ло критически важным ускорение вы-вода на рынок новых моделей и организация управления усложняю-щейся сетью поставок. Единственный способ решения этих задач — дигита-лизация процессов на всех уровнях. Данный подход подразумевает созда-ние цифровой модели. Так, цифровая модель, созданная в программных ре-шениях Siemens PLM Software, сыграла важнейшую роль в разработке автомо-биля Maserati Ghibli: спроектирован-ный цифровой макет на 100 % соответ-ствует физическому экземпляру машины. Для оптимизации технологи-ческих процессов были использованы данные, полученные и с физических прототипов, и с виртуальных моделей. В результате удалось резко сократить затраты и сроки проектирования.

Оптимизация аэродинамики кузова до сих пор выполняется путем натурных продувок в аэродинамической трубе. Это весьма трудоемкие и дорогостоя-щие испытания. Между тем при нали-чии цифровой модели достаточно ре-зультатов всего нескольких испытаний для быстрой и недорогой последующей доработки кузова в виртуальной среде. Последовательно внося небольшие улучшения в цифровую модель, разра-ботчики выявляют новые варианты оп-тимизации формы кузова и конструк-ции отдельных деталей и узлов.Другой пример — акустика автомоби-ля. Автомобили премиум-класса отли-чает неповторимый и легко узнавае-мый звук двигателя. «Для Maserati звук двигателя очень важен — ведь он ас-социируется с маркой», — поясняет Марко Магги, менеджер компании Siemens по продажам в Италии. Для оптимизации акустики проектировщи-ки помещают внутрь салона автомоби-ля оснащенный микрофонами мане-кен, записывают звук и на основе анализа данных проводят дополни-тельные виртуальные тесты.Цифровая модель также позволяет

Цифровая модель, созданная в

программных решениях

Siemens PLM Software, сыграла

важнейшую роль в разработке

автомобиля Maserati Ghibli:

спроектированный цифровой

макет на 100 % соответствует

физическому экземпляру

машины.

© M

ase

rati

49


сроки вывода изделий на рынок, на 40 % снизить затраты на разра-ботки и уменьшить до 1 % количе-ство конструкторских ошибок.

Мировая автомобильная промышленность полага-ется на PLM-решенияРазработанная компанией Siemens PLM-система представляет широ-

кий функционал, позволяющий управлять различными типами данных, описывающих изделие на всех стадиях его жизненного цик-ла. Например, концерн Daimler объединил деятельность более чем 20 центров конструкторской раз-работки и важнейших поставщи-ков по всему миру на базе этой единой интегрированной платфор-мы. Японская Nissan пошла еще дальше: ей удалось сократить сро-ки создания новых автомобилей практически вдвое — с 20 до 10,5 месяцев. В результате приме-нения разработанных Siemens PLM

резко снизить расходы на дорож-ные испытания. В рамках процесса так называемого «обратного инжи-ниринга» опытные образцы или даже уже выпускаемые серийно ав-томобили выезжают на испытатель-ные трассы для сбора данных о по-ведении автомобиля на дороге. Собранные данные позволяют, из-меняя дорожные условия, много-кратно повторять испытательные за-езды на экране компьютера и на их основе выполнять виртуальную оп-тимизацию конструкции. «Про-граммные решения Siemens помо-гают нам сократить число дорогостоящих опытных образцов», — отмечает Джанлука Антинори, ве-дущий инженер технического де-партамента компании Maserati

Рост объемов выпуска и разнообразия исполненийОколо 90 % мировых автопроизво-дителей уже убедились в преимуще-ствах решений Siemens PLM Software. К примеру, китайская юго-Восточная автомобильная ком-пания Fujian (SEM), основанная в 1995 году как совместное предпри-ятие корпорации China Motor, груп-пы автомобильных компаний Fujian и японской фирмы Mitsubishi Motors, планирует к 2018 году уве-личить объемы выпуска легковых автомобилей и микроавтобусов с сегодняшних 150 тысяч до 500 ты-сяч, а также расширить модельный ряд. Компания уже вывела на ры-нок три седана и в ближайшем буду-щем представит два новых внедо-рожника. Она активно работает над повышением топливной экономич-ности производимых автомобилей.Для достижения амбициозных це-лей компания SEM делает ставку на систему Teamcenter от Siemens PLM Software. «Данная система представ-ляет собой комплексное PLM-реше-ние, которое позволяет оптимизи-ровать операции на протяжении всего жизненного цикла изделия — от планирования и разработки до производства и сервисной поддерж-ки», — рассказывает Ли Йонгбин, директор компании SEM. Teamcenter обеспечивает надежную интегра-цию с другими решениями: систе-мами управления ресурсами пред-приятия и отношениями с поставщиками, средствами крипто-графии и др. При поддержке специ-алистов Siemens PLM Software ком-пания SEM смогла резко сократить

Решения Siemens позволили резко сократить затраты и сроки проектирования

Software систем I-deas, NX и Teamcenter число проблем, выяв-ляемых заказчиками и дилерами после начала продаж новых моде-лей Nissan, сократилось на 80 %. Корпорация Toyota Motor на протя-жении почти двух лет широко ис-пользует Teamcenter для управле-ния информацией по безопасности автомобилей и стандартизации

процессов, вы-полняемых раз-личными служба-ми предприятия.Часто, чтобы от-ветить на вопрос «А что будет, ес-ли…?», требуется остановить реаль-ное производство

для проведения эксперимента, что является крайне дорогостоящим делом. Завод VW в Вольфсбурге находит ответы на вопросы, такие как «Что будет, если на участке N установить восемь роботов вместо четырех?», при помощи PLM-систе-мы Tecnomatix.

70 тысяч вариантов исполнения одной модели автомобиляКомпания Maserati движется в том же направлении. Одна из целей концепции Industrie 4.0 — обеспе-чить удовлетворение самых

© M

ase

rati

© M

ase

rati

50


© Maserati

51


меняемыми ими аппаратными и программными решениями. На системы управления, датчики и программное обеспечение прихо-дится свыше 30 % стоимости авто-мобилей премиум-класса. Факти-чески все инновации в автомобильном мире связаны с

программным обеспечением. Сре-ди них — адаптивный круиз-кон-троль, средства автоматического вызова аварийных служб, системы помощи водителю и др.Консалтинговая компания Oliver Wyman прогнозирует, что к 2016 году 8 из 10 новых автомобилей будут иметь возможность подклю-чения к Интернету. По оценкам другой аналитической компании Gartner, к 2020 году каждый пятый автомобиль будет подключен к Се-ти, а общее количество таких ма-шин в мире составит 250 миллио-нов. Они будут отправлять и принимать огромные объемы дан-ных и сыграют существенную роль в развитии Интернета вещей. В 2020 году объем рынка оборудо-вания, программного обеспече-ния и услуг для подключенных к Сети автомобилей составит 170 миллиардов евро — в шесть раз больше, чем сегодня. Дигитализа-ция открывает новые рыночные возможности для автопроизводи-телей и их поставщиков.

разнообразных потребностей заказ-чиков путем создания экономиче-ски эффективного серийного про-изводства, даже если партия состоит из одного изделия. Модель Ghibli уже предлагается в 27 вариантах, 13 цветах окраски и 205 комплекта-циях. «Это соответствует 70 тысячам уникальных комбинаций», — рас-сказывает Анна Адиларди, директор по коммуникациям концерна FCA.Модель Ghibli выпускается на заво-де в Грульяско под Турином. Здесь же делают и новейший роскошный седан Quattroporte. «Перед нами стояла задача встраивания новых сборочных линий в существующий завод», — поясняет Массимо Ан-фоссо, руководитель проектов тех-нологической подготовки и сборки изделий концерна FCA, с самого на-чала возглавляющий работы по монтажу новых линий. Чтобы ускорить вывод новых моде-лей на рынок, технологи должны начинать проектирование новых сборочных линий, когда очередная модель Maserati еще находится на этапе конструкторского проектиро-вания. Для организации параллель-ной работы по разработке автомо-билей и заводов для их выпуска компания Maserati применяет систе-му Tecnomatix от Siemens PLM Software. «Наши инженеры-кон-структоры быстро и многократно внедряют новые варианты модифи-каций выпускаемых моделей. Соот-ветственно мы должны постоянно вносить изменения в технологиче-ские процессы, — отмечает Анфос-со. — Tecnomatix помогает выявить влияние предлагаемых конструк-торских изменений на технологию изготовления автомобиля и позво-ляет нам подготовить производ-ство».

Автоматизация производстваСистема автоматизации CArS (Control Architecture Standard, «стан-

дарт архитектуры системы управ-ления»), основанная на созданном Siemens решении TIA (Totally Integrated Automation, «полностью интегрированная автоматизация»), применяется и на заводе в Грулья-ско, и на других предприятиях группы Fiat Chrysler. Она включает

в себя автоматизированную систе-му управления производством Simatic IT. «Система обеспечивает передачу информации по всей це-почке: от получения заказа до ку-зовного цеха, цеха окраски и линии окончательной сборки», — расска-зывает Адиларди, отвечающая за коммуникации на заводе в Грулья-ско. Поставщики также подключе-ны к этому потоку данных. Адилар-ди поясняет: «Мы уже до начала производства имеем точную ин-формацию о том, какие детали по-требуются на сборке каждого уни-кального автомобиля». Таким образом Maserati обеспечивает массовый выпуск новой модели Ghibli в самых разнообразных ис-полнениях, с непревзойденным ка-чеством, в лучших традициях ита-льянских автомастерских, когда-то собиравших автомобили вручную.

Дигитализация открывает новые возможностиКонкурентоспособность автопро-изводителей на международном рынке сегодня определяется при-

Модель Ghibli предлагается в 27 вариантах,13 цветах окраски и 205 комплектациях. Это соответствует 70 тысячам уникальных комбинаций.

52


«АэроКомпозит» автоматизировал проектирование и подготовку производства конструкций из полимерных композиционных материалов.

Проектирование композитных изделий

53


Инновационные технологии

Центр компетенции в сфере инноваци-онных разработок и производства эле-ментов конструкций из полимерных композиционных материалов для ави-ационной промышленности — ЗАО «АэроКомпозит» — был создан в 2008 году. Предприятие, входящее в структуру ПАО «ОАК», осуществляет поддержку всего жизненного цикла композитного изделия от проектиро-вания, разработки технологий и про-цессов производства до подготовки производства, изготовления конструк-ций и послепродажного обслужива-ния. Сегодня специалисты предприя-тия работают над созданием композитного крыла для перспектив-ного российского среднемагистраль-ного пассажирского самолета МС-21, а также деталей и агрегатов из ПКМ для новых модификаций самолета SSJ-100. Доля композитных деталей в этих про-ектах достигает 40 %.Организация и поддержка процессов жизненного цикла композитного изде-лия потребовала выбора соответству-ющего программного обеспечения. Требовалось не только обеспечить конструкторскую и технологическую подготовку производства, но также со-кратить общий срок разработки кон-струкций из ПКМ и обеспечить повы-шение надежности и качества

выпускаемой продукции. Проанализи-ровать возможности программных продуктов для проектирования из ком-позиционных материалов позволила организация серии пилотных проектов с потенциальными поставщиками тех-нологий. Партнером пилотного проекта с при-менением Fibersim™ на ЗАО «АэроКом-позит» стала компания «Инновацион-ные технологии и решения» (ЗАО «ИТС»), обладающая уникальной экс-пертизой в области технологий разра-ботки и производства конструкций из ПКМ. «Начиная в 2010 году пилотный проект, мы обратились к ЗАО «ИТС», на тот момент единственному в России партнеру компании Vistagy — разра-ботчику Fibersim, — пояснил Алексей Марусин, директор по информацион-ным технологиям ЗАО «АэроКомпо-зит». — Последующую новость о том, что Fibersim оказался в портфеле ком-пании Siemens PLM Software, мы вос-приняли очень позитивно. Наши поже-лания о едином поставщике программного решения для проекти-рования изделий исполнились». В ка-честве стандартного решения на всех предприятиях ПАО «ОАК» применяют-ся Teamcenter для управления данны-ми об изделии и NX для автоматизиро-ванного проектирования. Компания ЗАО «ИТС» является авторизованным

В качестве стандартного реше-

ния на всех предприятиях ПАО

«ОАК» применяются Teamcenter

для управления данными об из-

делии и NX для автоматизиро-

ванного проектирования.

54


Специалисты ЗАО «АэроКомпо-

зит» убедились, что Fibersim по-

зволяет выполнять в единой

среде проектирование, подго-

товку данных для расчетных па-

кетов и подготовку производ-

ственных данных для

оборудования под ручную и ав-

томатическую выкладку компо-

зиционного материала.

партнером Siemens PLM Software в Рос-сии по системам NX, Teamcenter, Fibersim и Tecnomatix.Пилотный проект продемонстрировал развитый функционал и мультиплат-форменность Fibersim, целостность всей информационной цепочки (рабо-та в единой САПР) от проектирования до производства, возможность приме-нения стандартов ПАО «ОАК» по уни-фикации используемого программно-го обеспечения. Специалисты ЗАО «АэроКомпозит» убедились, что Fibersim позволяет выполнять в еди-ной среде проектирование, подготов-ку данных для расчетных пакетов и подготовку производственных данных для оборудования под ручную и авто-матическую выкладку композицион-ного материала.

Поэтапное продвижение На этапе внедрения специалисты ЗАО «ИТС» и Siemens PLM Software провели обучение инженеров ЗАО «АэроКом-

позит» работе в программном обеспе-чении Fibersim и помогли разработать методики применения Fibersim для проектирования и технологической подготовки производства изделий из ПКМ с учетом специфики российских стандартов. В процессе пилотных про-ектов были сформулированы и пере-даны разработчику характерные для российской авиастроительной отрасли требования, позже реализованные в качестве нового функционала в после-дующих версиях Fibersim.На этапе технологической подготовки производства на базе конструкторской документации, выполненной специа-листами в Fibersim, были подготовле-ны технологические данные, осущест-влено обучение на примере конкретных деталей, а также пройден весь путь подготовки производства, включая ручную и автоматическую выкладку изделий из ПКМ. Это позво-лило специалистам ЗАО «АэроКомпо-зит» освоить процессы подготовки раз-

55


личных технологических данных для имеющегося оборудования, в том числе данных для автоматизи-рованного раскройного комплекса и лазерной проекционной системы в случае ручной выкладки и данных для подготовки управляющих про-грамм для систем автоматической выкладки.Применение Fibersim позволило ми-нимизировать ошибки и добиться значительного сокращения времен-ных затрат на проектирование. К примеру, предусмотренные в Fibersim алгоритмы управляют по-рядком укладки слоев материала и их количеством в соответствии с описанием, заданным конструкто-ром. Остается только выбрать в диа-логовом режиме те настройки, ко-торые соответствуют замыслу. По завершении пилотного проекта ЗАО «АэроКомпозит» приобрело рабо-чий пакет лицензий на всю цепочку своих процессов. С подключением к процессу работы с Fibersim дополни-тельных сотрудников появилась по-требность в наращивании как числа рабочих мест, так и функционала.Задачей следующего этапа стало из-готовление опытных образцов в ла-боратории ЗАО «АэроКомпозит». Прежде чем переходить к серийно-му производству, было принято ре-шение подтвердить стабильность получаемых результатов и прове-рить исходные данные. Также необ-ходимо было решить вопросы взаи-модействия программного обеспечения с применяемым обо-рудованием. Результаты позволили организовать обратную связь для конструкторов и расширить приме-нение Fibersim.Сейчас, на этапе предсерийного производства, создана система пе-редачи информации по сети для связи с реальным производством. Проведена апробация технологии на заводе в Ульяновске. Организо-вана коллективная работа с проект-ными данными за счет доступа к единой базе данных на всех трех площадках: в Москве, Казани и Ульяновске. Следующим шагом ста-нет запуск серийного производства изделий на производственных пло-щадках ЗАО «АэроКомпозит».

Единая информационная среда

В числе достижений ЗАО «Аэро-Композит» — выработка методоло-гии подготовки производства си-ловых конструкций из ПКМ. Компания разрабатывает кон-структорскую документацию и вы-полняет технологическую подго-товку с применением Fibersim. Это программное обеспечение приме-няется на производственных пло-щадках в Казани и Ульяновске, где идет выпуск изделий с использова-нием различных технологий буду-щего серийного производства. С целью организации сквозной це-почки передачи данных была вы-полнена интеграция всего про-граммного обеспечения для автоматизированного проектиро-вания с системой управления про-ектными данными и организации коллективной работы Teamcenter. Полученные с помощью Fibersim результаты хранятся в моделях NX. «Благодаря единой цепочке пере-дача информации от одного этапа

к другому занимает минимальное количество времени. Все специа-листы работают в Teamcenter и фактически на каждом этапе жиз-ненного цикла изделия имеют до-ступ к актуальной информации», — рассказал Алексей Марусин. Такая организация работ позволи-ла практически полностью отка-заться от идеи бумажных черте-жей. Функционал Fibersim, позволяющий использовать и «ста-рую» бумажную, и «новую» элек-тронную технологию получения результатов, на ЗАО «АэроКомпо-зит» не пригодился. Отсутствие у молодой компании наследия в ви-де старых бумажных технологий дало возможность сразу выстраи-вать все этапы — от проектирова-ния до производства — в цифро-вом виде в использующихся информационных системах.Работа в единой информационной среде экономит время и сокраща-ет количество ошибок, что особен-но важно — ошибки чреваты нару-шением сроков и браком, который обходится очень дорого из-за вы-

56


конструкторских и прочностных про-грамм. Поскольку Fibersim работает в той же информационной среде, в ко-торой проектируется изделие, кон-структор может задать специфические процессы, например выкладку угле-родного материала, и экспортировать схему данной выкладки в программы прочностного анализа. «Это значитель-но сокращает время, потому что про-цесс конструирования является итера-ционным. Проектировщик ищет оптимальную конструкцию нескольки-ми итерациями, и ему необходим по-стоянный, быстрый диалог с прочни-стом», — объяснил Павел Нармин, ведущий инженер-технолог ЗАО «АэроКомпозит».Достижению значительного эффекта также способствует сокращение про-изводственного цикла. Применение Fibersim позволило уменьшить количе-ство промежуточных этапов, которые были необходимы для запуска изделия в производство и его изготовления при использовании традиционной тех-нологии. Это программное обеспече-ние позволяет создавать данные непо-средственно для используемого на заводах ЗАО «АэроКомпозит» произ-водственного оборудования, в первую очередь для автоматизированных рас-кройных комплексов и лазерных про-

сокой стоимости входящих в изделие компонентов. Сокращению числа оши-бок способствует и интуитивный ин-терфейс Fibersim. Конструктор прове-ряет распределение созданных им композиционных слоев с помощью встроенных средств наглядной визуа-лизации слоев и сечений. Это дает воз-можность увидеть изделие в готовом виде уже на стадии проектирования и тем самым предупредить возникнове-ние ошибок. Заложенные в Fibersim алгоритмы по-зволяют уже на стадии конструирова-ния проверить технологичность проек-та, порядок и количество слоев. С помощью этих алгоритмов инженер имеет возможность оценить драпируе-мость материала, как он будет уклады-ваться на оснастке, а также внести корректировки на самом раннем эта-пе. Другие алгоритмы позволяют вы-полнить проработку типовых деталей, например, для таких по сути разных секций, как закрылки и предкрылки, с разной геометрией и разными проч-ностными характеристиками, типизи-ровать в них укладки, подходы и тем самым упростить работу конструктора.На этапе конструирования изделия специалистам ЗАО «АэроКомпозит» удалось снизить трудоемкость за счет 3D-проектирования и взаимосвязи

57


екционных систем. Всего одно дей-ствие в Fibersim — и технолог получает все данные для раскроя и выкладки. Нет необходимости использовать ка-кое-то дополнительное специализиро-ванное ПО, так как Fibersim поддержи-вает широкий перечень оборудования. Это стало возможным благодаря раз-витию партнерских отношений и тес-ной работе компании Siemens PLM Software с производителями оборудо-вания. Главным достижением ЗАО «АэроКом-позит» в результате применения Fibersim стал быстрый вывод изделий на рынок. «Наши западные партнеры прочили, что на получение первых ре-зультатов у нас уйдет не менее семи лет. А мы достигли их буквально через три года», — сказал Алексей Марусин. Он отметил, что значительную по-мощь в достижении столь впечатляю-щего результата оказал партнер — ЗАО «ИТС», обеспечив высокопрофессиональную поддержку на начальном этапе. Серьезную роль сыграла поддержка компании-разра-ботчика — Siemens PLM Software. Было решено немало вопросов по адапта-ции ПО к российским стандартам и со-вместимости данных с используемым на ЗАО «АэроКомпозит» оборудовани-ем. Пожелания заказчика достаточно

оперативно были учтены разработчи-ками в последующих версиях Fibersim, что позволило улучшить функцио-нальность продукта.Накопив значительный практический производственный опыт, ЗАО «Аэро-Композит» продолжает совершенство-вать свои процессы и вносит предло-жения по усовершенствованию программного обеспечения. Перед разработчиками ставятся новые зада-чи. В числе актуальных задач — до-полнительные возможности для реа-лизации автоматической выкладки сухой углеродной ленты на уникаль-ном оборудовании на заводе в Улья-новске; дополнительная возможность для оптимизации раскроя препрега (пропитанного углеродного материа-ла) с помощью автоматизированных раскройных комплексов.Масштаб использования систем Siemens PLM Software в ЗАО «АэроКом-позит» планируется расширить. «Полу-чив первый опыт на проекте МС-21, мы будем транслировать его на другие проекты, уделяя особое внимание со-кращению времени проектирования и технологической подготовки, что мо-жет отразиться на объеме необходи-мого программного обеспечения», — поделился планами Алексей Марусин.

58


Производственные мощности DAHER-SOCATA, общей площадью более 100 тыс. кв. м., располагаются во Франции, Марокко, Мексике и Австралии.

Организация коллективной работы глобального виртуального предприятия

На шаг впереди

59


Поставщик первого уровня в авиационно-космиче-ской отрасли, компания DAHER-SOCATA, занимается промышленным производством, обслуживанием и предоставлением транспортных услуг. Широкую из-вестность получили выпускаемые ею силовые элемен-ты планера, оборудование пассажирских салонов, а также предоставляемые услуги. При разработке инно-вационных решений по заказам ведущих предприятий отрасли компанией накоплен огромный опыт в работе с металлами и композитами. Производственные мощ-ности DAHER-SOCATA, общей площадью более 100 тыс. м2, располагаются во Франции, Марокко, Мексике и Австралии. «Мы пришли к пониманию, что для эффективной ор-ганизации работы и выполнения крупных заказов нам необходимо внедрить PLM-подход, — рассказывает Ален Шапурле, директор по качеству компании DAHER-SOCATA. — Каждый завод имеет определенную специализацию, что позволяет сохранять конкурент-ные цены. Но это создает и дополнительные задачи, среди которых организация управления разнообрази-ем имеющихся производственных мощностей. Вместе

с тем нормативные требования к изделиям постоянно усложняются, появляются новые стандарты качества».Первоочередной задачей при внедрении PLM-техноло-гии стала организация управления стандартами, рас-пространяющими свое действие на все заводы компа-нии. Создание единой базы данных позволило решить задачу управления стандартами. Файлы систем авто-матизированного проектирования (CAD) — самые важные и востребованные в производстве — теперь централизованно управляются в системе Teamcenter. Эта система применяется для управления стандарта-ми, контроля файлов, поступающих от разработчиков, регистрации и проверки запросов инженерных служб предприятия, а также для управления производством на заводах в Танжере, Ногалесе, Тулузе, Люсо, Сен-На-зере, Монришаре и Сен-Жюльене.Ежедневно Teamcenter применяют 80 % инженер-но-технического персонала, 60 % специалистов по ка-честву, 30 % технологов, 10 % сотрудников отдела пла-нирования и 10 % — отдела закупок. В Teamcenter выполняется управление 20 текущими проектами, 317 комплектами расчетных файлов, 3 тыс. файлов

60


CAD-систем и 18 тыс. стандартов. Работу пользователей координиру-ет группа внедрения PLM, состоя-щая из трех человек. «В географически распределен-ной компании работает более 1500 человек, — поясняет Николя Оранс, директор по развитию. — Завод в Мексике был открыт со-всем недавно. Всего за 18 месяцев нам удалось подобрать место, по-строить здания и перевести произ-водственные линии из Марокко в Мексику — и все это с обеспече-нием 100 % надежности и гибко-сти. Внедрение не привело к пере-рывам в работе соответствующих служб. Более того, мы сэкономили 15 % расходов на перенос завода, снизив затраты на командировки и отладку производственных ли-ний».«Все разработчики изделия вне за-висимости от места своего распо-ложения теперь имеют доступ в реальном режиме времени к не-обходимым данным, в том числе не только созданным в CAD-систе-ме, — рассказывает Эрик Дюран, специалист по PLM в компании DAHER-SOCATA. — Все аспекты

управления документами в единой системе — от регистрации до кон-троля исполнения — очень удоб-ны». Дюран поясняет: «Совместно с компанией Airbus мы разрабаты-ваем композиционную силовую балку фюзеляжа авиалайнера A380. Мы получаем CAD-данные из конструкторского отдела Airbus и проверяем их. Затем данные пере-даются на завод в Сен-Иларе, где производятся отдельные детали балки, и на завод в Сен-Жюльене, где выполняется сборка и покра-ска изделия. Разумеется, на всех этапах жизненного цикла мы не только вносим различные измене-ния в исходный файл при помощи PLM-системы, но и разрабатываем новые модификации изделия. Это повышает надежность конструк-торских проектных решений и эко-номит время на каждом этапе».Функциональность PLM-системы постоянно расширяется. Главной целью является поддержка обмена информацией при проведении из-менений. К текущим приоритетам относятся: интеграция проектов, выполняемых на всех заводах; управление извещениями об изме-

нениях в системе Teamcenter; орга-низация отдела информационных систем, отвечающего за реализа-цию пожеланий группы внедрения; текущее администрирование PLM-системы; создание интерфейса обмена данными между Teamcenter и системой SAP®; поддержка взаи-модействия с заказчиками, постав-щиками и партнерами на основе централизованной платформы.«Мы планируем сократить сроки проведения изменений еще на 15 %, — отмечает Дюран. — Инте-грация Teamcenter с ERP-системой обеспечит полную согласованность данных, что исключит брак в произ-водстве и сбои в поставках и позво-лит получить единый источник ин-формации об изделиях для всего авиационно-космического подраз-деления».«PLM — это подлинное средство поддержки принятия решений и управления данными, имеющее первостепенную важность наравне с нашими патентами, — отмечает в заключение Оранс. — Руководство компании DAHER-SOCATA планирует работу так, чтобы всегда быть на шаг впереди».

Siemens PLM Software: отраслевые решения для интеллектуальных инноваций

Воплощаем мечты

Smart Innovation Portfolio — адаптивная система, которая предоставляет всем участникам PLM-процесса нужную информацию своевременно, в правильном контексте. Интеллектуальные модели, входящие в состав решения, содержат всю необходимую информацию для последующего эффективного производства изделия.

Как успешно конкурировать в условиях, когда даже од-на инновация способна трансформировать целые от-расли? В мире «интеллектуальных изделий» традицион-ные критерии успеха — качество, себестоимость, сроки — важны, только их уже недостаточно. Пришло время перейти от передовых приемов работы к созда-нию совершенно новых подходов и бизнес-моделей. Предприятия с перспективным мышлением преобразу-ют инновационные процессы и объединяют этапы жиз-ненного цикла изделия — от замысла до эксплуата-ции — на единой цифровой платформе. Потому что наличие хорошей идеи еще не гарантирует ее реа-лизации — нужно уметь воплотить ее в жизнь.

Интеллектуальная линейка решений для создания ин-новаций — Smart Innovation Portfolio от Siemens PLM Software гарантирует преобразование цифрового предприятия для успешного воплощения прорывных инноваций. Воплощайте смелые идеи. siemens.com/plm/vision, +7 (495) 223 36 46

© 2

01

5 S

iem

ens

Prod

uct

Life

cycl

e M

anag

emen

t So

ftw

are

Inc.

Sie

men

s и

ло

готи

п S

iem

ens

явля

ютс

я за

рег

ист

ри

ро

ван

ны

ми

то

вар

ны

ми

зн

акам

и к

ом

пан

ии

Sie

men

s A

G.

Все

про

чие

това

рн

ые

знак

и, з

арег

ист

ри

ро

ван

ны

е то

вар

ны

е зн

аки

или

зн

аки

обс

луж

ива

ни

я яв

ляю

тся

собс

твен

но

стью

их

влад

ельц

ев.

Воплощаем инновации

2


PLM Эксперт. Инновации в промышленности № 6, август 2015.Учредитель: Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер». Номер свидетельства о регистрации: ПИ № ФС 77-52601 Главный редактор: Акулова Ольга Ивановна Подписан в печать: 06.08.2015 Тираж: 2000 экземпляров. Распространяется бесплатно Адрес редакции: 115184, Россия, Москва, ул. Большая Татарская, д. 9 Отдел маркетинга Siemens PLM Software Тел.: +7 (495) 223 -36-46 Факс: +7 (495) 223-36-47 Отпечатано в типографии: ООО «Типография Софит». Адрес: 119180, г. Москва, ул. Б. Полянка, дом № 7/10, строение 3.

Перепечатка материалов журнала в любой форме возможна только с письменного разрешения редакции.

Все права защищены © 2015 Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер». Siemens и логотип Siemens являются товарными знаками Siemens AG. D-Cubed™, Femap, Geolus, GO PLM, I-deas, Insight, JT, NX, Parasolid, Solid Edge, Teamcenter, Tecnomatix и Velocity Series™ являются товарными знаками Siemens Product Lifecycle Management Soft-ware Inc. или ее филиалов в США и других странах. Все прочие упомянутые логотипы и товарные знаки являются собственностью их владельцев.

Над номером работали:

Ольга Акулова

Валерия Ракитина

Рената Гиматдинова

Оксана Шарпилова

Евгения Подвысоцкая

Елена Филонова

www.siemens.ru/plm

Documents

Август 2015 | PLM Эксперт PLM Эксперт...возможности программного обе-спечения Siemens. Ан-178 — сред-ний транспортный