PLM Эксперт › media › ... · Boeing нацелен преобразовать как сам концерн, так и всю ... лидер среди представленных

Май 2019 | www.siemens.ru/plm

PLM ЭкспертИнновации в промышленности

Дигитализация на самом высоком уровне

PLM Эксперт | Май 2019

PLM ЭкспертВоплощаем инновацииSiemens PLM Software

1

Май 2019 | PLM Эксперт Май 2019 | PLM Эксперт

1

50 Дигитализация в шоколаде Компания Chocolates Valor повысила показатели качества обслуживания благодаря решениям Siemens PLM Software

52 Заказ доставлен к вашему столику Компания Hong Chiang Technology Industry Co. разра-ботала систему доставки блюд Shinkansen с помощью Solid Edge

54 Автоматизация инжинирин-говых процессов Решение Rulestream автомати-зирует процессы принятия решений при формировании состава изделия, расчета его характеристик и определения геометрических параметров компонентов

36 Тонкий расчет, или Как сэко-номить на сертификации Компания TLG Aerospace сокра-тила расходы на сертификацию авиационной техники с помощью решения Simcenter STAR-CCM+

40 Имитационное моделиро-вание для гарантии выполнения производствен-ного плана Интервью Юрия Молчанова, директора департамента управления эффективностью предприятий ГК «Финвал»

46 Макрозадачи производства микросхем Компания ASML оптимизиро-вала производственные процессы и вышла на новый уровень инновационного развития с решением Tecnomatix Plant Simulation

Содержание

2 Новости

8 Рамки PLM нас больше не сковывают Интервью Тони Хеммельгарна, президента и генерального директора Siemens PLM Software

16 Цифровой кортеж Интервью экспертов ФГУП «НАМИ» о создании автомобилей Aurus

28 Система качества Как производителям автомо-бильных комплектующих сократить затраты на обеспе-чение качества, соблюдая высокие требования заказчиков

32 На пути к цифровому вертолету Интервью Николаса Дамиани, эксперта по численному моде-лированию и анализу эксплуатационных условий компании Airbus Helicopters Research and Development

На обложке: автомобиль Aurus (Иллюстрация взята из открытых источников)

2


Сотрудничество Boeing и Siemens набирает новую высотуМировой авиакосмический гигант Boeing заключил соглашение о расширении сотрудничества с Siemens в области решений Mentor Graphics. Boeing нацелен преобразовать как сам концерн, так и всю авиационно-космическую промышленность с целью успешного от-вета на вызовы XXI века. Для реализации этого плана создана ини-циатива «Корпоративные системы второго столетия работы компа-нии» (2CES): Boeing серьезно настроен сохранить свои лидирующие позиции и во втором столетии работы в авиационной отрасли. «Наше сотрудничество со специалистами Siemens позволит объеди-нить лучшие в своем классе решения по проектированию электри-ческих систем и колоссальный опыт концерна Boeing по трансфор-мации процессов проектирования электрики в рамках инициативы 2CES, — отметил Джон Харнагел, технический директор подразде-ления Boeing Defense and Space. — Компания Siemens может по пра-ву гордиться тем, что Boeing выбрал именно ее в качестве одного из партнеров по преобразованиям, которые мы будем проводить во втором столетии работы нашего концерна».Партнерство с Siemens позволит концерну внедрить единую корпо-ративную платформу для проектирования и контроля полупровдни-ковых изделий, разработки и изготовления печатных плат, электри-ческих систем, включая проектирование электропроводки, а также тепловых и газогидродинамических расчетов механических узлов. Boeing принял решение о сотрудничестве с Siemens после тщатель-ного анализа представленных на рынке систем. Для концерна были важны такие критерии, как текущие и будущие функциональные возможности, гибкость, необходимая для работы в условиях посто-янно меняющихся требований, и эффективность с точки зрения бизнеса. В рамках долгосрочного соглашения передовые техноло-гии Siemens для проектирования электрических систем, электрони-ки и расчета механических узлов станут прочной основой создания инновационных решений на благо заказчиков концерна Boeing.

Siemens приглашает вас на МАКС-2019

С 27 августа по 01 сентября в г. Жу-ковский пройдет XIV Международ-ный авиационно-космический салон МАКС-2019. Традиционно Siemens PLM Software будет участвовать в са-лоне и организует демонстрацию своих решений в шале 1F6. Эксперты компании представят но-вейшие технологии для решения за-дач авиационно-космической отрас-ли, расскажут об использовании дигитализации для сокращения сро-ков проектирования и производства.Благодаря исследованиям и непре-рывным разработкам, а также не-давним приобретениям портфолио решений Siemens PLM Software по-стоянно дополняется новыми, более совершенными технологиями, по-знакомиться с которыми смогут по-сетители шале 1F6. Более 25 лет российская команда Siemens PLM Software помогает сво-им заказчикам воплощать иннова-ции и достигать лучшего результата при решении беспрецедентных по сложности задач авиационно-кос-мической отрасли. Мы разделяем радость побед наших заказчиков, гордимся общим успехом и ждем встречи с вами в шале Siemens PLM Software на МАКС-2019!

3

Май 2019 | PLM Эксперт

Новые технологии контроля качества по вибрации и шуму дополнят портфель решений Simcenter Siemens заключил соглашение о приобретении компании Saab Medav Technologies GmbH, которая специа-лизируется на экспериментальной оценке шумов и вибраций. Saab Medav известна на мировом рынке самыми современными системами цифровой обработки сигналов, ин-теллектуальных телекоммуникаций и расчетов, применяющихся в проек-тировании наземного, водного и воз-душного транспорта, а также разра-ботками для контроля качества в машиностроении.Разработанные Saab Medav уникаль-ные решения для проведения испы-таний на шум и вибрации проверены временем и стали фактическим стан-

дартом в области контроля качества тепловых двигателей, трансмиссий, электродвигателей и приводов. Приобретение Saab Medav NVH по-зволит реализовать сквозной инте-грированный подход к испытаниям на шум и вибрации в машинострое-нии. Разработчики из Saab Medav войдут в состав подразделения Siemens PLM Software, а новые тех-нологии найдут применение в ли-нейке решений Simcenter для чис-ленного моделирования и испытаний.В результате интеграции решений Saab Medav в области испытаний на шум и вибрации заказчики компа-нии Siemens смогут обогатить циф-

ровые двойники изделий дополни-тельными данными о результатах производственного контроля каче-ства. Это открывает уникальные возможности оценки влияния тех-нологических процессов и вариа-бельности параметров на качество готовой продукции. Новая техноло-гия поможет быстро установить ос-новные причины возможных недо-статков в конструкции, возникающих только на этапе изго-товления, и вносить соответствую-щие изменения. Наличие постоян-но действующего контура обратной связи между этапами производства и разработки поможет оптимизиро-вать конструкции будущих изделий.

Siemens приобретает COMSASiemens продолжает инвестировать в программное обеспечение для проектирования автомобильного электрооборудования: объявлено о приобретении мюнхенской компа-нии COMSA Computer und Software GmbH. Пакет решений LDorado — лидер среди представленных на рынке Германии технологий для проектирования электрооборудова-ния и электропроводки. Лидерство обеспечено большим опытом ком-пании на локальном рынке, наличи-ем линейки высококачественных продуктов и поддержкой отрасле-вых стандартов. По оценке компании Bishop and Associates, в 2017 году оборот миро-вого рынка готовой кабельной про-дукции составил 155 млрд долларов, и около 30% приходится на автомо-бильную отрасль. Жгуты электропро-водки — третий по стоимости элемент автомобиля, они изготавли-ваются поштучно, причем затраты на оплату труда могут достигать около половины затрат на весь автомобиль. Жгуты также один из самых тяжелых элементов автомобиля. Любая техно-логия, позволяющая снизить массу жгутов, сокращает расход топлива. Благодаря новому приобретению

Siemens планирует расширить ли-нейку технологий, поддерживаю-щих революционные изменения в конструкции автомобильной элек-тропроводки, связанные с появле-нием беспилотных и электрических автомобилей.Технологии COMSA дополнят пакет решений Mentor Graphics. Система Capital расширит возможности раз-работки электрических и электрон-ных компонентов благодаря функ-циям проектирования и обслуживания электрооборудова-

ния. В системе COMSA реализова-ны основные технологии проекти-рования жгутов и анализа проектных решений. Особое вни-мание уделено поддержке новых европейских стандартов.Объединение технологий Capital и LDorado с богатым опытом компа-нии Siemens в смежных областях проектирования и промышленной автоматизации позволит обеспе-чить высокую конкурентоспособ-ность заказчиков и возможности выхода на новый растущий рынок.

4


Лидерство в области инноваций

В 2018 году Siemens подал больше заявок на изобретения, чем любая другая европейская компания, и за-нял первое место в рейтинге Евро-пейского патентного ведомства. С

Аддитивное производство с высокой точностью

Компания Siemens представила си-стему численного моделирования процессов аддитивного производ-ства AM Process Simulation, прогно-зирующую возможные отклонения в ходе 3D-печати. Решение позволя-ет замкнуть цикл аддитивного про-изводства и обеспечить высокое ка-чество процессов печати. Новый продукт полностью интегрирован со сквозным решением Siemens для поддержки аддитивного производ-ства, которое помогает проектиро-вать сложные детали и печатать их

в промышленных масштабах. В ос-нове AM Process Simulation лежат созданные Siemens полнофункцио-нальная платформа и пакет Simcenter™. В новом решении для предварительного моделирования процесса печати применяется циф-ровой двойник изделия. Это позво-ляет предсказать возможные де-формации при изготовлении и автоматически генерировать скор-ректированную геометрию, ком-пенсирующую возникающие откло-нения.

Система интегрирована с другими средствами поддержки процессов послойного сплавления порошка, представленными в пакете решений для поддержки аддитивного произ-водства от Siemens PLM Software. Она прогнозирует деформации при печати деталей из металла. В новом продукте предусмотрен пошаговый процесс, направляющий действия пользователя при оценке деформа-ций. Решение AM Process Simulation предусматривает итерационное вы-полнение этапов конструирования детали и подготовки технологиче-ского оборудования с последующим численным моделированием про-цесса печати. Подобный замкнутый цикл стал возможен благодаря тес-ной интеграции между всеми ком-понентами платформы Siemens для создания цифровых инноваций. Ре-зультаты численного моделирова-ния поддерживают все этапы про-цесса подготовки печати. При этом система создает скорректированные модели и автоматически передает их на этап конструкторско-техноло-гической подготовки производства без дополнительных преобразова-ний данных. Высокий уровень инте-грации — это именно то, что необхо-димо заказчикам сегодня для успешного внедрения процессов ад-дитивного производства в промыш-ленность.

2493 заявками Siemens обогнал прошлогоднего лидера — Huawei, занявшего второе место. Более чет-верти патентов, на которые претен-дует Siemens, связаны с инициати-вами в области Индустрии 4.0 и дигитализации. Кроме того, за по-следние годы значительно выросло число заявок компании, относя-щихся к искусственному интеллекту и кибербезопасности.Всего компании Siemens принадле-жит свыше 65 тысяч патентов. В 2018-м сотрудники компании по-дали около 3900 заявок на изобре-тения и опубликовали 7300 описа-ний изобретений. Исследованиями и разработками в компании Siemens занимаются 43 тысячи че-

ловек в 44 странах, из них 14 ты-сяч — в Германии.«Рейтинг Европейского патентного ве-домства показывает, что Siemens ста-бильно и успешно занимается созда-нием инноваций, особенно в сфере цифровых технологий, — от-метил Бит Вейбель, руководитель от-дела интеллектуальной собственности компании Siemens. — Однако наша цель — не просто наращивать число полученных патентов, но и повышать их качество, а также распространять защиту наших прав интеллектуальной собственности на все новые регионы. Это необходимо в связи с важностью оказания услуг нашим заказчикам на самом высоком уровне и с развитием дигитализации».

5


NХ с функциями искусственного интеллекта и машинного обучения знает, как повысить производительность труда

Компания Siemens объявила о выходе новейшей версии системы NХ™ с тех-нологиями машинного обучения и ис-кусственного интеллекта. Новые функции способны предсказывать дальнейшие действия пользователя и перестраивать интерфейс так, чтобы повысить производительность труда и эффективность работы с системой. Автоматическая подстройка интер-фейса под потребности разных групп пользователей, работающих в различ-ных подразделениях предприятия, приведет к появлению еще более эф-фективных цифровых двойников.

Новый адаптивный пользователь-ский интерфейс в NX окажется осо-бенно полезным для непрофессио-нальных пользователей. Система стала еще понятнее, что позволит повысить производительность тру-да пользователей.Машинное обучение находит все более широкое применение в про-ектировании изделий, помогая до-биваться существенных конкурент-ных преимуществ. Технология быстро и эффективно считывает необходимую информацию. Она умеет анализировать большие объ-

емы данных и обучаться на них. Искусственный интеллект и машин-ное обучение способны отслежи-вать действия пользователей, их успехи и неудачи и динамически выбирать наиболее подходящие команды NX либо изменять интер-фейс. Таким образом, накоплен-ные знания применяются для соз-дания персонализированной среды автоматизированного проектиро-вания.Платформа для создания цифро-вых инноваций от Siemens постоян-но расширяется, помогая созда-вать наиболее полнофункциональные цифровые двойники изделий, технологиче-ского оборудования и описания технических характеристик продук-ции. Технологии машинного обуче-ния и искусственного интеллекта в системе NX делают ее еще более быстрой, мощной и эффективной. Новые функции не требуют непо-средственного программирования. Заказчики получат массу вариан-тов оптимизации процессов проек-тирования, а в конечном итоге — и выпускаемых изделий, а также воз-можность сократить сроки выхода на рынок.

Realize LIVE!Конференция PLM Connection давно зарекомендовала себя среди поль-зователей решений Siemens PLM Software и экспертов в области циф-ровых технологий во всем мире. С каждым годом сфера деятельности компании Siemens PLM Software рас-ширяется: в портфолио решений добавляются новые технологии, ко-торые не ограничиваются областью PLM. Realize LIVE продолжает тради-ции форума PLM Connection и рас-ширяется за счет других мероприя-тий Siemens для заказчиков. Приглашаем вас 10-13 июня 2019 года на премьеру форума Realize LIVE в г. Детройт, штат Мичиган. Ожидается, что число посетителей

дневных и вечерних мероприятий форума в Детройте превысит 3000 человек. На форуме будет прове-дено более 400 секций и организо-вано множество встреч с эксперта-ми. Пользователи расскажут о своих производственных задачах и их достижении с помощь совре-менных цифровых технологий, а также новых способах применения решений для воплощения иннова-ций. Существующие и потенциаль-ные заказчики Siemens PLM Software смогут посетить ма-стер-классы по различным темам, а на выставке форума будет орга-низовано более 125 стендов пар-тнеров компании.

В скором будущем Realize LIVE со-стоится и в России. О дате и месте проведения будет сообщено до-полнительно.

6


Инновации в Simcenter 3D продолжаются

В новейшей версии Simcenter 3D реализован ряд передовых воз-можностей, усовершенствована интеграция с другими решениями из обширной линейки Simcenter. Тем самым Siemens PLM Software расширила потенциал интегриро-ванной мультидисциплинарной среды. Изменения позволят сэко-номить рабочее время инжене-ров, сократить расходы и трудоза-траты на прогнозирование характеристик будущих изделий. В частности, инструменты численно-го моделирования стали расшире-ны на область моделирования процессов аддитивного производ-ства, появились инструменты мо-делирования зубчатых передач, авиационных конструкций и свя-занного взаимодействия рабочей среды с конструкцией (FSI). Теперь Simcenter 3D способен ав-томатизировать построение и рас-

четы моделей трансмиссий с уче-том зубчатого зацепления в единой интегрированной среде. Интеграция этого традиционно многоэтапного, подверженного ошибкам процесса в единый ин-струмент может сократить трудо-затраты инженера до 80%, что за-метно повысит эффективность моделирования. Новая версия Simcenter 3D пред-лагает углубленную интеграцию со всей цифровой средой пред-приятия благодаря синергетиче-скому эффекту при совместной работе с другими решениями из линейки Simcenter. Интеграция Simcenter 3D и Simcenter STAR-CCM+ позволяет выполнять аэро- акустические и аэровиброакусти-ческие расчеты, чтобы заказчики компании могли эффективно вы-являть источники шума и обеспе-чивать комфорт в салоне транс-

портного средства. Теперь Simcenter 3D интегрирован с моду-лем прокладки кабелей и жгутов в составе NX, генерирующим рас-кладку электрических проводов и точек их соединения. Simcenter 3D рассчитывает деформации электро-проводки при перемещении дета-лей и узлов. Это позволяет удосто-вериться, что жгуты проводов не зажимаются движущимися частя-ми, и при необходимости изменить траекторию укладки жгута.Siemens PLM Software непрерывно создает инновации и ищет новые способы оптимизации и повышения точности процессов численного мо-делирования. Новая версия Simcenter 3D стала заметным эта-пом на пути интеграции новых ви-дов физических расчетов и техно-логий, это позволит заказчикам точнее прогнозировать реальные характеристики изделий.

7


Цифровая платформа для электронной промышленности

Новое решение Camstar™ Electronics Suite от Siemens — инновационный пакет технологий для управления производством (MES) электронной промышленности. Система основа-на на успешной корпоративной платформе для автоматизации про-изводства интегральных микро-схем. Это мощное, настраиваемое и масштабируемое решение, которое обеспечивает полную прослежива-емость процессов производства пе-чатных плат и готовых электронных изделий. Оно повышает эффектив-ность и управляет производством с помощью технологий интернета ве-щей (IoT) для подключения к стан-кам и технологическим линиям. Siemens PLM Software продолжает развивать платформу для создания

цифровых инноваций и открывает новые пути совершенствования технологии цифровых двойников. Реализованная интеграция систе-мы управления технологическими процессами (МОМ) от Siemens и технологий компании Mentor Graphics позволила создать уни-кальное сквозное решение, охва-тывающее все этапы производства электромеханических изделий. Пакет Camstar Electronics Suite предусматривает надежный обмен данными между системами управ-ления жизненным циклом изделия (PLM), системами управления ре-сурсами предприятия (ERP) и си-стемой управления технологиче-скими процессами с созданием интегрированной цифровой сре-

ды, ускоряющей и оптимизирую-щей циклы проведения измене-ний. Camstar Electronics Suite расширя-ет платформу Siemens для созда-ния цифровых инноваций, форми-руя среду для дальнейшей цифровизации электронной про-мышленности в рамках концепции Индустрия 4.0. С помощью обрат-ной связи между этапами проекти-рования и производства, а также благодаря возможности быстрого внесения изменений в конструк-цию, компании смогут сократить жизненный цикл производства из-делия, пе- рейти к выпуску более сложной продукции и повысить качество на всех этапах ее производства.

8


Рамки PLM нас больше не сковывают

Интервью Тони Хеммельгарна, президента и генерального директора Siemens PLM Software

9


Sarokal, Solido, Austemper, Lightworks Design и Mendix.Заметным рефреном во многих выступлениях звучала мысль о том, что разрабатывать хорошее ПО сейчас недостаточно. Для поль-зователей важна тесная интегра-

ция применяемых решений — и стратегия Siemens PLM Software именно такова. Вкладывая боль-шие ресурсы в интеграцию имею-щегося ПО, Siemens строит единую платформу — Digital Innovation Platform, — которая должна быть гибкой, модульной и поддержи-вать возрастающие потребности

Ежегодная конференция пользова-телей решений компании Siemens PLM Software — PLM Connection Europe — традиционно проходит в Берлине в последних числах октя-бря; так было и в октябре 2018-го. Несмотря на то, что мероприятие это платное, количество участников из года в год неуклонно растет: на этот раз собралось свыше 1200 че-ловек из 313-ти компаний, являв-ших собой лучшие промышленные предприятия из 32-х стран Европы. Эти предприятия отличает стремле-ние создавать инновационные изде-лия и своевременно отвечать на вы-зовы времени и рынка, поэтому они находятся в бесконечном поиске решений и подходов, способных еще больше усовершенствовать процессы производства, повысить эффективность управления инфор-мацией, использовать преимуще-ства интернета вещей (IoT), плат-формизации решений и цифровизации всех сторон деятель-ности.Индустрия 4.0, интернет вещей, ге-неративное проектирование, все-объемлющий цифровой двойник, беспилотный транспорт — эти темы проходили красной нитью через вы-ступления топ-менеджеров Siemens. В течение трех дней конференции на 245-ти тематических сессиях бы-ли представлены все основные на-правления и решения компании: Teamcenter®, MindSphere, Polarion, Simcenter, NX CAD/CAM/CAE, Mentor, решения для цифрового производ-ства и MOM. После всего увиденно-го и услышанного складывается впечатление, что давнишняя мечта Siemens о слиянии виртуального и реального миров, ради которой в свое время была приобретена аме-риканская корпорация UGS, осуще-ствилась.В этом году со сцены конференции были озвучены финансовые показа-тели компании. Выручка компании за 2018 финансовый год составила свыше 3,4 млрд евро. Рост выручки в сравнении с предыдущим го-дом — более 10%; такой же рост де-монстрируют продажи лицензий ПО. При этом, что важно, речь идет исключительно об органическом росте, без учета доходов поглощен-ных компаний — а за последние 11 лет Siemens вложил в покупку но-вых решений и компаний больше 11 млрд долларов. Самые послед-ние из списка приобретений —

Siemens вкладывает большие ресурсы в интеграцию своих решений, создавая единую платформу для реализации инноваций заказчиков

заказчиков в деле создания инно-ваций. При этом техническая сто-рона дела, обеспечивающая гиб-кость решений, должна отойти на задний план, а границы между от-дельными решениями будут посте-пенно стираться.

На конференции была затронута и тема авиагиганта Boeing. Чтобы развеять у присутствующих остат-ки сомнений в отношении устой-чивости позиций Siemens на пло-щадках Boeing, г-н Хеммельгарн в своём пленарном докладе с замет-ным чувством гордости поведал со сцены об успешном развитии

10


партнерства. Речь идет о заключенном соглашении о расширении применения ПО Mentor Graphics в рамках инициативы “Корпоративные системы второго столе-тия работы компании” (2CES). На базе решений Mentor Graphics концерн Boeing построит единую корпоратив-ную платформу для проектирования и контроля полу-проводниковых изделий, разработки и изготовления печатных плат и электрических систем (включая про-ектирование электропроводки), а также для проведе-ния тепловых и газогидродинамических расчетов для механических узлов. Отдельного упоминания на конференции удостоились развивающиеся отношения Siemens и Bentley Systems и перспективы сотрудничества по интеграции Teamcenter с облачной платформой для обмена данными i-Models. Это позволит заказчикам создавать цифровые двойни-ки промышленных предприятий, существенно улучшит процесс управления данными об объекте и ускорит сда-чу крупных капитальных проектов в строительной от-расли, а для Siemens откроет доступ к новому пласту по-тенциальных пользователей Teamcenter.В продолжение темы предлагаем вниманию читателей эксклюзивное интервью г-на Хеммельгарна, прези-дента и генерального директора Siemens PLM Software.— Г-н Хеммельгарн, наш первый вопрос достаточно предсказуем. Недавно президент Siemens AG, Джо Кэзер, объявил о начале крупной реорганизации во всей группе Siemens. Насколько эта реорганизация затронула компанию Siemens PLM Software и Вас лично? Изменилось ли что-нибудь в структуре, под-чинении, задачах, правах и ответственности?— Цель начатой в октябре 2018 года реорганизации в Siemens AG — предоставить бизнес-подразделениям больше независимости, свободы действий. Это и будет основным изменением в общем бизнесе Siemens. По большому счету, нас — Siemens PLM Software — гряду-щие изменения коснутся мало. Благодаря особому от-ношению г-на Джо Кэзера, президента Siemens, к сво-ему софтверному подразделению, нам с самого начала была предоставлена большая свобода дей-

ствий в области исследований, разработки и развития наших софтверных продуктов. У нас по-прежнему останется свой отдельный канал продаж ПО, и мы про-должим работать так, как и прежде.С 1 апреля 2018 года моим прямым начальником стал Клаус Хельмрих, который одновременно является членом Совета директоров Siemens AG и генеральным директором подразделения Digital Industries, куда вхо-дит Siemens PLM Software. Он однозначно подтвердил, что мы продолжим работать в том же ключе, как и до реорганизации. Мне очень импонирует, что теперь наше подразделе-ние называется Digital Industries, а не Digital Factory. Прежнее название как бы ограничивало круг наших потенциальных пользователей теми, у кого есть про-изводство. Однако наши решения могут быть полезны и тем, у кого своего производства нет. Поэтому новое название лучше и точнее характеризует весь спектр наших решений. Что еще приятнее, с этого момента мы стали называть себя Siemens Digital Industries Software, вместо PLM Software. Новое название охва-тывает также и MES, и EDA-решения, которыми мы те-перь владеем и развиваем. Термин PLM стал узок для нас. Мы очень воодушевлены этими переменами и тем, как у нас идут дела.Кстати сказать, две недели назад, на бизнес-конфе-ренции Siemens, наше подразделение было номини-ровано на включение в топ-3 наиболее успешных под-разделений Siemens. Однажды, в 2015 году, мы уже получили эту высшую награду. Когда нас спрашивают, как идут дела, ответ вроде «очень хорошо» не отража-ет достигнутое, потому как за «очень хорошо» не но-минируют в лучшие. По ряду критериев, в том числе и финансовых, 2018 финансовый год для нашего под-разделения стал лучшим за всё то время, что я рабо-таю в Siemens PLM Software. Помимо наших флагманских решений, мы по-преж-нему отвечаем за разработку MindSphere — открытой облачной операционной системы для интернета ве-щей (IoT). Мы создаем и развиваем эту платформу

11


Boeing расширяет использование продуктов Mentor Graphics для создания единой корпора-тивной платформы для проектирования и контроля полупроводниковых изделий, разработки и изготовления печатных плат и электрических систем

для использования в рамках всего концерна Siemens. Также в сферу нашей ответственности входит коопе-рация с коллегами по направлению промышленной автоматизации. — Западная отраслевая пресса сообщает о недавнем обострении соперничества между Siemens PLM Software и Dassault Systèmes в борьбе за авиастрои-тельный гигант Boeing. Насколько нам известно, эта борьба за доминирование на площадках Boeing идет уже давно, продукты и решения обеих компаний с определенным успехом применяются в разных про-граммах и проектах этого концерна. Текущее обо-стрение вызвано абстрактным решением руковод-ства Boeing о необходимости унификации применяемого софта и намерением выбрать реше-ние от одного из двух конкурирующих поставщиков. Известно также, что чаша весов склонялась в пользу NX и Teamcenter, но в итоге предпочтение всё же бы-ло отдано решениям Dassault — CATIA V6 и 3DEXPERI-ENCE. Нам хотелось бы предложить заинтересован-ным читателям комментарий из первых рук...— Сделку с Boeing, на которую Вы ссылаетесь, не предварял классический выбор между решениями Dassault и Siemens. Dassault уже на протяжении не-скольких десятков лет обеспечивает для Boeing работу по направлению «гражданское авиастроение». Siemens PLM Software продолжает вести активный биз-нес с Boeing, и его объем только растет. Сегодня утром в своём выступлении на пленарной сессии я рассказы-вал, что на площадках Boeing значительно расширяет-ся использование продуктов Mentor Graphics. Так что Boeing — очень крупный наш клиент. Мы сотруднича-ем с ними и по другим линейкам продуктов. Хочу от-метить, что в моей практике не так уж редки приме-ры, когда мы выигрываем у конкурентов процесс оценки обсуждаемых решений с технической точки зрения, но желаемой сделки не получаем. Почему так происходит? Потому, что дело не только в функцио-нальности решений, но и в финансовой стороне дела, и в сложившихся взаимоотношениях…

— Нам представляется, что перейти в короткие сро-ки с одной PLM-платформы на другую для ведущих-ся проектов Boeing не только сложно, но и риско-ванно. Это значит, что MCAD- и PDM-решения от Siemens, имеющиеся в распоряжении Boeing, еще какое-то время останутся в эксплуатации, и им по-требуется ваша поддержка...— Объем нашего бизнеса с Boeing растет, а не падает. Наши решения — NX, Teamcenter, продукты Mentor Graphics — будут и дальше применяться. Мы в Siemens не рассматриваем этот случай как пораже-ние. В подразделении коммерческой авиации реше-ния Dassault применялись давно — они же там пока и останутся в обновленном виде. Мы увеличили присут-ствие продуктов Siemens на площадке Boeing — и это крайне важно.За последний год мы выиграли ряд ключевых сделок в авиастроении, но впереди еще много работы. Мир ме-няется очень быстро, технологии — тоже.Как Вам кажется, что можно считать победой вендора на площадке заказчика? То, что заказчик использует его CAD-систему для автоматизации проектирования? Вряд ли. У компании Siemens есть много отличных ре-шений, и CAD — это только одна их часть. Возьмите для примера компанию Ford, которая использует CATIA для проектирования и много решений Siemens для автоматизации остальных задач и процессов. Можно ли утверждать, что мы потеряли Ford? Конечно же — нет! — Каковы перспективы, на Ваш взгляд, на площад-ках Boeing у системы Mendix?— Мы видим большие перспективы по совместной ра-боте Teamcenter и Mendix. (Приобретенная компанией Siemens система Mendix является удобной программ-ной платформой для быстрого создания и поддержки мобильных приложений (apps) без собственно коди-рования. Платформа интегрирована с облачными сер-висами IBM и SAP, её используют уже более 4000 предприятий, в том числе KLM, Philips и Royal DSM. — Прим. ред.)

12


Цифровой двойник — конку-рентное преимущество. Его цен-ность подтверждена сотнями успешных внедрений, когда ин-вестиции несравнимы с получае-мой и потенциальной выгодой

Крупные всеобъемлющие реше-ния, такие как наша PLM-система Teamcenter, способны выполнять множество сложных задач. Быстро и оперативно «заточить» Teamcenter на выполнение чего-то простого — это сложнее, чем ка-жется. Mendix как раз и будет удач-но дополнять Teamcenter в этой ча-сти. Через 12–18 месяцев проявятся результаты нашей теку-щей работы в этом направлении. — Аналитик и эксперт Марк Хал-перн из компании Gartner преду-преждает о возможной неудаче тех, кто сломя голову ринется строить цифровые двойники, ко-торые могут оказаться неспособ-ными вместить требуемые симу-ляционные модели. В целом он выступает за применение техно-логии цифровых двойников, но призывает тщательно всё обду-мывать и экспериментировать. Вы, по всей видимости, являетесь гораздо бóльшим оптимистом…

— Я абсолютно уверен в реальной пользе, которую приносит исполь-зование цифрового двойника изде-лия. Ежедневное общение с наши-ми заказчиками лишь подтверждает: в ценности цифрово-го двойника нет никаких сомнений. При этом надо понимать, что циф-ровой двойник как подход постоян-но развивается. В автомобильной отрасли цифровой двойник исполь-зовали еще 20 лет назад — чтобы убедиться, что собрать узел можно и его части состыкуются. Но функ-циональные характеристики, осо-бенности поведения конструкции тогда в цифровых двойниках еще не были представлены. По этой причи-не мы так активно инвестировали в САЕ-решения.Мне непонятна причина, по которой Марк Халперн выражает скепти-цизм в отношении цифровых двой-ников. Возможно, это связано с тем, что имеющиеся технологии пока не могут сделать его всеобъемлющим

13


ма с вложениями, и поэтому ком-пании активно инвестируют в на-ши решения.— А как оценивают возможность и необходимость применения цифровых двойников малые и средние предприятия.

— Должен сказать, что мы наблю-даем большой интерес к техноло-гии цифровых двойников теперь уже и со стороны СМБ. Эта техно-логия находит успешное примене-ние не только на площадках круп-ных авиастроительных концернов и автомобильных OEM. Идея точ-ного представления физического мира в цифровом мире под-тверждена сотнями успешных вне-дрений, в которых инвестиции не-сравнимы с получаемой и потенциальной выгодой.

на все 100%. Это верно. На мой взгляд, таким он не станет никогда, поскольку такова особенность на-шего мира и технологий: они никог-да не могут считаться завершенны-ми или абсолютно хорошими. По мере достижения заказчиками по-ставленных целей они выдвигают новые — и наше ПО должно это поддерживать. Примерно так же и с цифровым двойником: по мере включения в него необходимых элементов расширяется сфера его применения — и открываются но-вые аспекты, которые он еще охва-тывает. — Не могли бы Вы привести при-меры предприятий, где использо-вание цифровых двойников оправдывает себя?— Всеобъемлющий цифровой двой-ник с успехом используется на пред-приятиях Siemens AG. В своём утреннем выступлении я рассказы-вал участникам конференции о на-шем подразделении eAircraft, разра-батывающем совместно с Airbus электрический самолет E-Fan X. Дол-жен отметить, что виртуальный сце-нарий поведения систем самолета, полученный в результате симуляции с помощью решений Siemens, ока-зался практически идентичен реаль-ному — с показателями, снятыми во время первого реального полета. Только представьте, что это значит для заказчика: он получил возмож-ность смоделировать все состояния своего изделия! Я приводил также и другие примеры успешных компа-ний, использующих технологию цифровых двойников: это Tronrud Engineering, Hackrod, Boeing, KUKA и др. Все компании, о которых сегод-ня в течение дня говорилось в вы-ступлениях на конференции, полу-чают реальную бизнес-пользу от внедрения цифровых двойников! И это ведь только те клиенты, которые хотят рассказывать о себе. У нас есть еще много таких клиентов, ко-торые не хотят публично раскры-вать принципы своей работы, так как цифровой двойник — это их конкурентное преимущество. Не может быть никаких сомнений в том, что цифровой двойник прино-сит реальную пользу заказчикам — его использование делает их работу другой, более эффективной. Кто-то может утверждать, что внедрение технологии цифровых двойников — это трудно и дорого. Однако отдача от цифровых двойников несравни-

Виртуальное поведение систем самолета E-Fan X оказалось практически идентичным реальному

14


15


— Прошло порядка двух лет с того момента, как концерн Siemens ку-пил EDA-гиганта Mentor Graphics, что послужило ключевым факто-ром для обеспечения полноты цифрового двойника. Уже за пер-вый год был достигнут большой прогресс в отношении объедине-ния и интеграции ПО. Чего уда-лось добиться в этом отношении за второй год владения разработ-ками Mentor Graphics и что это да-ет вашим заказчикам?— Сначала хочу подчеркнуть, что такого рода приобретения или слия-ния всегда трудно даются в первые несколько лет. Как правило, наблю-дается и падение прибыли компа-нии, которую приобрели. Это всё непросто. Но это не характеризует случай с Siemens и Mentor Graphics. Только что завершившийся 2018 финансовый год был лучшим за всю историю Mentor Graphics, если рас-сматривать выручку компании. Це-ли по доходности, которые были по-ставлены перед нами на ближайшие четыре года после объединения, выполняются с опережением плана. Главное, что сами сотрудники ком-пании довольны своим новым поло-жением и тем, что мы теперь вме-сте. Текучка кадров в Mentor Graphics сейчас ниже, чем была до слияния.Мы реализуем и охотно демонстри-руем большой объем работы по ин-теграции наших флагманских реше-ний с технологиями Mentor Graphics для автоматизации прокладки жгу-тов, кабелей и трубопроводов, для разработки печатных плат и т.д. Ре-зультаты можно увидеть уже сей-час. Синергия видится и в направле-нии интегральных схем (IC), которое имеет существенное значение и ме-сто в нашем бизнесе. Обратите вни-мание, как эта тема проявляется в нашем направлении транспорта с автономным управлением, а также IC в комбинации с системой Polarion для управления требованиями.У нас с Mentor Graphics очень много точек соприкосновения и синергии.

Мы много говорим об облаке, IoT и операционной облачной системе MindSphere, но Edge-пространство — просто огромно, и Mentor рабо-тает как с Siemens, так и самостоя-тельно. Мы видим там очень боль-шие возможности для развития. Представьте, сколько таких устройств установлено на произ-водствах одной лишь компании Siemens AG?! Подразделения Siemens (Digital Industries, Healthineers, Mobility) нуждаются в Edge-устройствах, и программисты Mentor пишут ОС для них.Наши клиенты с воодушевлением воспринимают ту интеграционную работу, которую мы ведем с реше-ниями Mentor. Очень трудно пред-лагать всеобъемлющий цифровой двойник изделия, если в нём не представлена электроника. — В сентябре завершился финан-совый год Siemens PLM Software. Какие основные задачи стояли перед вашим подразделением в 2018 финансовом году? Удалось ли решить эти задачи и в какой степени? — Наша основная цель была — до-биться высокого органического роста, и она достигнута. Темпы ро-ста оказались выше тех, что пока-зывает отрасль в целом. С гордо-стью могу отметить, что начиная с 2008 года мы демонстрируем рост доходов относительно каждого предыдущего года. Показывать не-прерывный рост на протяжении та-кого периода времени — это слож-ная задача, но выполнимая.— С каким настроением Вы отчи-тались о своих финансовых пока-зателях бизнеса — выручка, рост, прибыль, география доходов?— Номинирование нас в топ-3 луч-ших подразделений Siemens гово-рит само за себя. Рост доходов за 2018 год выражается двузначным числом процентов. Еще более вы-сокими были темпы роста продаж новых лицензий. То есть мы де-монстрируем отличный органиче-ский рост — прошу не путать с не-

органическим, достигаемым благодаря приобретению других компаний и присоединению их до-ходов. Если же мы посчитаем и все приобретения, то рост будет про-сто сумасшедшим. Стремительно растут продажи CAE-решений — как результат той большой работы, которую проде-лал Siemens для формирования цельного портфеля CAE-решений. Значение факта приобретения компании CD-adapco с её фанта-стическими CFD-решениями пере-оценить сложно. Эта компания сто-ит каждого цента, вложенного в её покупку. Этого мнения придержи-ваемся и мы, и наши заказчики.Продажи CAD-систем тоже растут, но не так стремительно, как CAE, поскольку CAD-рынок сейчас стал уже очень зрелым.— Какова доля доходов от подпи-ски в общей выручке компании за год? Был ли у вас жесткий план по подписке или же вы не хотите насильно навязывать кли-ентам эту модель отношений?— Доходы от подписки сейчас ра-стут очень быстрыми темпами. Но мы никоим образом не подталки-ваем наших пользователей к этому типу лицензирования ПО. При этом мы понимаем, что показы-вать рост «на подписке» проще, чем занимаясь продажами бес-срочных лицензий. То, что некото-рые вендоры отказались от прода-жи таких лицензий в пользу подписки, стимулировало переход в наш лагерь их пользователей. В целом мы приветствуем и под-держиваем любой принцип лицен-зирования, который приемлем для наших заказчиков.

Берлин, Германия, 29 октября 2018 года. Интервью записала Александра Суханова. Полную версию интер-вью читайте на сайте www.cad-cam-cae.ru.Фотографии © PLM Europe User Group e.V. / Heike Skamper

16


Цифровой кортеж

17


характеристик. Изначально нашей основной задачей было обеспе-чить комфорт, безопасность и тя-гово-динамические показатели на уровне самых лучших мировых аналогов сегмента люкс. При этом требовалось сохранить максималь-ный уровень унификации по систе-мам и агрегатам, этим и объясня-ется название проекта — «Единая модульная платформа». Наш проект отличает максималь-ное использование инноваций. При запуске новой модели круп-нейшими европейскими автомо-бильными концернами доля новых или модернизированных деталей редко превышает 25-30%. В рам-ках проекта «Единая модульная платформа» мы создавали автомо-биль с нуля. Aurus — уникальный продукт для отечественной авто-мобильной промышленности. В России не существовало подобной платформы. — Расскажите подробнее о про-екте «Кортеж», к которому при-ковано особое внимание. Какие характеристики были важны? — По большинству параметров наш автомобиль соответствует лучшим мировым аналогам: где-то мы превосходим их, где-то стре-мимся к ним. Лимузины Aurus ос-нащены самыми современными системами, повышающими ком-форт и безопасность пассажиров. Их отличает один из самых про-

— Перед научным центром ФГУП «НАМИ» была поставлена задача по созданию новейшей линейки гибридных автомобилей силами российских специалистов и с высо-кой долей локализации производ-ства. Расскажите, пожалуйста, под-робнее о проекте «Единая модульная платформа» и целях, поставленных перед вами. — Мы создали унифицированное семейство новых автомобилей с чи-стого листа. Автомобили созданы на единой платформе и образуют мо-дельный ряд с широким диапазо-ном технических и потребительских

сторных салонов в классе, посто-янный полный привод с электрон-ным управлением, высокие динамические показатели гибрид-ного силового агрегата и наличие бронированной защиты автомоби-ля. — Какую роль в вашей работе сыграли цифровые технологии? Какие возможности они вам пре-доставили? — Использование цифровых техно-логий с самых ранних этапов позво-лило выработать наиболее эффек-тивный подход к проектированию, валидации и оптимизации виртуаль-ных моделей, а также к анализу всех узлов, систем и автомобиля в сборе. Работа в 3D-среде позволяет кон-структору сделать будущий автомо-биль более осязаемым: видеть и анализировать изделие с самых ранних этапов проекта и обеспечи-вать требуемую степень зрелости новых деталей и систем еще до эта-па их физической реализации. Это повышает эффективность работы, сокращает время на доводку каж-дого изделия и компонента и позво-ляет действовать продуктивнее еще на фазе проектирования. Любое из-готовление прототипов крайне до-рогостояще. Использование цифро-вого двойника позволяет нам в режиме реального времени настра-ивать агрегаты в соответствии с из-менениями характеристик, что со-

Переверзев Вадим, главный конструктор проекта «Единая модульная платформа» госу-дарственного научного центра Российской Федерации ФГУП «НАМИ»

13 сентября 2013 года председатель правительства Дмитрий Анатольевич Медведев подписал распоряжение, давшее старт проекту по разработке и постановке на производство отечественных автомобилей для первых лиц государства. Проект получил название «Единая модульная платформа» и был поручен специалистам государственного научного центра Российской Федерации ФГУП «НАМИ». Особенностью проекта стало создание с чистого листа серии автомобилей на единой платформе с использованием цифровых технологий на всех этапах разработки — от проектирования до проведения испытаний. 7 мая 2018 года лимузин нового российского бренда Aurus был представлен широкой публике во время инаугурации президента России Владимира Путина, а в сентябре 2018 года состоялась премьера седана Aurus в рамках Московского автосалона. В планах — выпуск микроавтобуса и внедорожника. Поделиться своим опытом организации работы специалистов и использования цифровых технологий согласились эксперты государственного научного центра РФ ФГУП «НАМИ», имеющие непосредственное отношение к созданию автомобилей Aurus, — Переверзев Вадим, главный конструктор проекта «Единая модульная платформа»; Жуков Алексей, директор Центра корпоративных информационных систем; Глазов Владимир, начальник управления «Эксплуатационные свойства», и Дроздов Павел, директор Центра «Численный анализ и виртуальная валидация».

18


соответствии с необходимым уров-нем доступа. Мы доводим продукт еще до изготовления прототипов в большей степени за счет единой рабочей среды, это позволяет бы-стро и легко решать возникающие проблемы в режиме реального времени. Если конструктор вносит изменение в изделие или деталь, он выпускает соответствующий ре-лиз, который отображается у всех членов команды. Таким образом можно синхронизировать и опти-мизировать работу большого кол-лектива, сделать ее более эффек-тивной. Своевременное и точное отображение информации позво-ляет большой команде комплекс-но анализировать проблемы и при-нимать правильные решения.— Проект требовал решения за-дач по разным направлениям, глубокой экспертизы и четкого соблюдения сроков. Что для вас было определяющим при выборе технологического партнера?— Решение принималось на осно-ве всестороннего анализа предло-жений ведущих игроков рынка, представленных в данной сфере. Siemens PLM Software предложила конкурентоспособные решения на конкурентоспособных условиях. — Какие задачи стоят перед ФГУП «НАМИ» сегодня? Как стро-ится взаимодействие с командой Siemens PLM Software?— Мы продолжаем работать с кол-легами из Siemens PLM Software и постоянно анализируем пути со-вершенствования рабочих процес-

кращает сроки и затраты, при этом на порядок улучшая качество оп-тимизации. — В какой цифровой среде орга-низована работа сотрудников «НАМИ» сегодня?— Мы полностью перешли на Siemens NX, система является еди-ной средой для всех наших разра-ботчиков. Решение от Siemens PLM Software принято в качестве стра-тегического направления дальней-шего развития. Мы продолжаем осваивать новые инструменты, ко-торые предоставляет платформа: процесс обучения сотрудников «НАМИ» продолжается непрерыв-но, так, мы активно изучаем техно-логии аддитивного производства и связанную с этим оптимизацию конструкции, рассматриваем воз-можности системы Simcenter для решения задач аэро- и термодина-мики. — Как организована совместная работа сотрудников и построен обмен информацией? Каких ре-зультатов в этом направлении вы достигли?— Нам удалось организовать рабо-ту в единой информационной сре-де как всех членов большой ко-манды инженеров «НАМИ», так и наших партнеров по проекту. Бла-годаря решению Teamcenter от Siemens PLM Software все участни-ки конструкторских, производ-ственных и других подразделений управляют разработкой и подго-товкой производства такого слож-ного инновационного продукта в

сов, использования новых возмож-ностей систем и адаптации этих систем под конкретные задачи на-шей команды и нашего проекта. Совместно со специалистами Siemens PLM Software мы стремимся сократить время и ресурсы на управление большими сборками, которые, как правило, замедляют рабочий процесс. Немаловажной становится более глубокая интеграция поставщиков в нашу цифровую среду в рамках Teamcenter. Некоторые из них уже работают там, остальные будут ин-тегрированы в ближайшем буду-щем.— Что Вы считаете главным ре-зультатом проекта «Единая мо-дульная платформа» для «НАМИ»? — «НАМИ» — это институт со столет-ней историей, широким спектром проектов и главный эксперт техни-ческого регулирования автомобиль-ного рынка России. Тем не менее проект «Единая модульная платфор-ма» полностью преобразил «НАМИ». В стенах «НАМИ» удалось сформи-ровать команду высококвалифици-рованных специалистов, способных развивать этот проект и успешно ре-шать самые сложные задачи отрас-ли. Это новый уровень, подобного масштаба по проектированию с ну-ля целой линейки автомобилей и постановки их на производство в нашей стране не было. В рамках проекта большинство процессов мы создавали с нуля, что требовало определенного уровня цифровиза-ции. У сотрудников института и

19


раньше были свои рабочие цифро-вые среды, однако они не были так структурированы и высоко органи-зованы. Цифровая история «НАМИ» стартовала именно в рамках созда-ния автомобилей Aurus.

— Расскажите, пожалуйста, о ва-шем подходе к формированию цифровой платформы и выбору программных решений?— В области развития ИТ-инфра-структуры «НАМИ» взял вектор на создание единой информационной среды. Над проектами работает большое число специалистов из разных предприятий и отраслей. Со-трудники в рамках множества функ-циональных подразделений должны

эффективно взаимодействовать, чтобы вся цепочка — от постанов-ки требований к компонентам до их установки в автомобиль — была непрерывной. Это непросто, одна-ко чтобы этого достичь, мы выби-раем программное обеспечение, которое можно интегрировать в существующую цепочку жизненно-го цикла изделия. У систем от од-ного вендора больше шансов на успешную интеграцию. Помимо всего прочего это упроща-ет сотрудничество коллег: решения Simcenter используют данные на-прямую из Teamcenter, расчетная модель ассоциативно связана с ис-ходной конструкторской, подготов-ка расчетной модели существенно упрощена, а Teamcenter позволяет хранить эти связи и управлять из-менениями и расчетами. Это дает возможность оперативно ставить задачи и решать их.— Какие технологии использова-ны в рамках реализации проекта «Единая модульная платформа»? Какие задачи они были призва-ны решить? — В рамках проекта мы планиро-вали автоматизировать весь жиз-ненный цикл, от управления тре-бованиями до выпуска серийной продукции, однако на практике мы подготовили систему к работе только к этапу разработки кон-структорской документации для первых прототипов. Нам пришлось формировать требования в руч-ном режиме, без привязки к PLM-системе. В дальнейшем мы

Жуков Алексей, директор Центра корпоративных информационных систем государственного научного центра Российской Феде-рации ФГУП «НАМИ»

это наверстали, и на этапе разра-ботки серийной документации уже использовали инструменты по управлению требованиями и дру-гие модули системы, что суще-ственно упростило сотрудничество подразделений и преемственность данных. Новые информационные технологии были призваны решить задачи разработки конструкции автомобиля, выпуска конструктор-ской документации и подготовки производства.— Как быстро удалось перейти от пилотного проекта к промыш-ленной эксплуатации решения?— В нашем случае пилотный про-ходил параллельно с проектом разработки автомобиля. Мы дона-страивали Teamcenter и NX в соот-ветствии с требованиями стандар-тов ЕСКД и реалиями нашего проекта. Через семь месяцев кон-структорская документация выпу-скалась уже в NX под управлением Teamcenter. В дальнейшем внедря-лись дополнительные модули, та-кие как управление требованиями, управление изменениями, различ-ные отчеты.Следующим этапом мы планируем включить задачи в отношении ин-женерных расчетов, разработки электронных компонентов и моду-лей. Одновременно мы внедряем решение Siemens Polarion для управления жизненным циклом приложений и ПО. — Как поменялись процессы разработки и технологической подготовки изделий?

20


— Изначально мы работали в руч-ном режиме. Благодаря переходу на PLM-систему от Siemens PLM Software нам удалось значительно повысить эффективность взаимо-действия с разными версиями компонентов. Сегодня в процессе разработки и отладки поисковых решений рассматривается множе-ство вариантов, ни один из кото-рых заранее не может быть при-нят. Кроме того, мы получили возможность формировать раз-личные составы изделия. С помо-щью вариантных правил в Teamcenter мы можем создать мо-дель и представить ее в разных комплектациях, то есть управлять всеми деталями и каждую ком-плектацию отправлять в производ-ство. Без PLM-системы мы не смог-ли бы ввести одновременно несколько моделей автомобиля, каждая из которых предусматрива-ет несколько комплектаций в рам-ках единой платформы.

— Как создание единого информа-ционного пространства повлияло на организацию работы? — Мы получили такое преимуще-ство, как единство данных. Напри-мер, до внедрения PLM-системы специалисты отдела закупок полу-чали информацию в бумажном ви-де либо по электронной почте. В процессе работы данные устарева-ли, но с ними продолжали работать. Использование системы управления изменениями в Teamcenter позволи-ло работать с актуальными данными в режиме реального времени. Дру-гой пример — это выпуск конструк-торской документации. Наличие CAD-системы подразумевает силь-ное упрощение процесса выпуска конструкторской документации. Как известно, тем, что можно изме-рить, можно управлять. Имея в рас-поряжении соответствующие ин-струменты, мы можем использовать данные для принятия верных управ-ленческих решений.

21


— Проект «Единая модульная платформа» — это семейство ав-томобилей, в том числе и брони-рованных, с мощным двигате-лем, большими габаритами и массой, к которому предъявля-ются самые высокие требования как по маневренности, так и по комфорту в салоне. Очевидно, что это непростая задача — со-блюсти такой баланс. Расскажи-те, пожалуйста, какие цели вы ставили перед собой.— Перед нами стояла амбициоз-ная задача по созданию с нуля коллектива, инфраструктуры и ав-томобиля. При этом необходимо

— Насколько это помогает исклю-чить риск ошибки?— Система позволяет осуществлять контроль. В процессе выпуска ком-понента документация проходит определенные этапы контроля, са-мый длительный из которых — утверждение конструкторской доку-ментации. За проверкой непосредственного руководителя конструктора следуют процедуры технологического контроля, увязки компонентов автомобиля, норма-тивный контроль документации. По-сле утверждения главным конструк-тором документация поступает в так называемый архив. Teamcenter в том числе выполняет роль архива. — Какие критерии были для вас определяющими при выборе тех-нологического партнера? — Для всех ведущих производите-лей автомобилей возможности CAD-системы выходят на первое ме-сто. Важнейшее значение для нас имели глубина экспертизы, стои-мость решения и опыт специали-стов. Siemens PLM Software оказался наиболее подходящим партнером по этим параметрам. Помимо этого, решения Siemens PLM Software пре-восходят аналоги с точки зрения гибкости и скорости развития. Пар-тнерство с Siemens PLM Software представляет собой некий симбиоз, объединение усилий профессиона-лов для достижения лучшего ре-зультата. — Расскажите, пожалуйста, о пер-спективных направлениях вашей

дальнейшей работы и новых вы-зовах, на которые готовится от-ветить научный центр.— В первую очередь нам необхо-димо развернуть технологическую подготовку производства. Сейчас она ведется на основе данных, хранящихся в Teamcenter, но не в самой системе. Основная задача внедрения ТТП — получить ответ на вопрос: как изготавливается ав-томобиль и какие ресурсы для это-го необходимы. Недавно завершилась большая ра-бота по интеграции eCAD-системы E3 с Teamcenter, это позволит хра-нить информацию по жгутам в PLM-системе. Для решения опре-деленного спектра задач рассма-триваются системы Mentor Graphics. Другая перспективная тема — беспилотные автомобили, для раз-работки которых мы используем Siemens NX, тут мы уже достигли значимых результатов. Наши беспилотные устройства управля-ются с помощью средств интерне-та вещей, используя информацию с датчиков. Спектр интересных нам направле-ний продолжает расширяться вме-сте с развитием технологий и по-явлением новых тенденций. «НАМИ» — ведущий научный центр отрасли, и именно освоение новейших технологий позволяет нам поддерживать свое первен-ство. Мы открыты для новых пред-ложений и дальнейшего развития.

Глазов Владимир, начальник управления «Эксплуатаци-онные свойства» государственного научного центра Российской Феде-рации ФГУП «НАМИ»

Анализ качества переключения передач автомобиля в программном обеспечении Simcenter Amesim

22


23


ния и, как следствие, качества из-делия. Благодаря этому специали-сты в ходе проектирования видят, выходят ли они за границы требо-ваний или нет. Параллельно с про-ведениями расчетов создается

цифровой двойник компоновки и его оптимизация. Таким образом данные и результаты мигрируют между CAD- и CAE-системами. Это дает нам возможность управлять изделием на протяжении всего цикла разработки. Еще одним эффективным инстру-ментом на пути к созданию полного цифрового двойника продукта стал Simcenter Amesim. Формируя уже не геометрические, а математиче-ские характеристики того или иного узла или детали и создавая управля-

было получить высокие потреби-тельские свойства, на уровне луч-ших мировых аналогов. Нашими ос-новными конкурентами были автомобили, на которых сейчас ез-дят члены правительства, а также сегмент люкс — Rolls-Royce и Bentley.«Единая модульная платформа» представляет собой уникальный проект, когда на одной платформе нам нужно было построить автомо-били с совершенно разными харак-теристиками — бронированные ав-томобили для первых лиц государства и незащищенные ма-шины, которые составят конкурен-цию иностранным автопроизводите-лям.— Как вам удалось обеспечить со-гласование этих противоречивых функциональных характеристик между собой?— Это большая и кропотливая рабо-та. К примеру, стремление снизить вес автомобиля и увеличить вну-треннее пространство для пассажи-ров сталкивается с совершенно про-тивоположным требованием, обусловленным бронированием. Нередко нам приходилось искать компромиссы, нестандартные реше-ния. Работа включает изучение ав-томобилей-аналогов, большое коли-чество расчетов и поиски вариантов исполнения, испытания, оптимиза-цию конструкции, взаимодействие с технологами и многочисленные дискуссии, как внутри команды, так и с поставщиками. Использование решения Simcenter позволяет вы-строить процессы мультидисципли-нарного анализа на самых ранних этапах проектирования, верифика-ции и валидации моделей и испыта-ний. Такой подход позволяет найти баланс между требованиями и обе-спечить высокую технологичность. — Как использование цифрового двойника повлияло на ваш подход к проектированию? — Цифровой двойник позволяет проводить широкий спектр расче-тов и сокращать число испытаний. Мы используем классический V-об-разный подход к проектированию, от формирования общих требова-ний к автомобилю до разработки требований к узлам и деталям и об-ратно. На протяжении всего цикла разработки, с самых ранних ее эта-пов, мы применяем цифровой двойник будущего автомобиля для повышения качества проектирова-

Использование решений Simcenter позволяет выполнять мультидисциплинарный анализ с самых ранних этапов проектирования

24


ющее воздействие, мы можем анализи-ровать, каким образом элементы систе-мы согласуются между собой. — Какие преимущества вам дало ис-пользование решения Simcenter Amesim?— 1D-моделирование — это эффек-тивный и точный инструмент, позволя-ющий анализировать то, что раньше нам было недоступно. Например, для того чтобы проверить падение произ-водительности насоса при разных тем-пературах, нужно было проводить не-сколько циклов испытаний. Теперь, обладая данными в отношении харак-теристик охлаждающей жидкости и ха-рактеристик насоса, мы получили воз-можность проверить это в цифровой среде и скорректировать алгоритм ра-боты насоса до проведения испыта-ний. Аналогичный подход можно прак-тиковать для выявления возможных проблем. Найти их источник можно несмотря на то, что система уже созда-на, постфактум. Если воспроизвести ее

точную модель, можно ускорить реше-ние проблем. Simcenter Amesim — это современный инструмент для глубоко-го проектирования систем.— Расскажите, пожалуйста, о вашем подходе к испытаниям. Как исполь-зование цифрового двойника помо-гает принимать решения по доводке конструкции? — Ключевая особенность проекта «Единая модульная платформа» за-ключается в том, что сроки разработок имели первостепенное значение. Мы сразу объединили лучшие отраслевые подходы и передовые технологии для проектирования. При помощи Simcenter Testing Solutions мы проверяем выбранные решения, проводим оптимизацию кон-струкции, в том числе панелей кузова, анализ собственных частот колебаний, после чего, используя Siemens Test.Lab, оперативно обрабатываем резуль-таты натурных испытаний виброаку-стических характеристик и оптимиза-

Цифровой двойник позволяет в режиме реального времени настраивать агрегаты в соответствии с изменениями характеристик, что сокращает сроки и затраты, при этом на порядок улучшая качество оптимизации

25


ции кузова, деталей интерьера, узлов и агрегатов. Это позволяет нам еще на этапе создания кон-струкции оптимизировать кузов, де-тали интерьера, узлы и агрегаты.Комбинация виртуальных и натур-ных испытаний позволяет нам зна-чительно сократить временные за-траты и получить более точные данные.

— Какими результатами вы може-те поделиться уже сейчас?— Развивая проект, мы получаем достаточно много эксперименталь-ных данных и после их обработки модернизируем модели, добиваясь максимальной корреляции между моделями и испытаниями. Мы обе-спечили высокую сходимость ре-зультатов натурных и виртуальных испытаний. Сейчас мы заканчиваем этап валидации моделей и убежда-емся, что в серийном продукте полу-чим те свойства, которые заплани-ровали. Естественно, без цифровой среды и расчетных данных не обой-тись: они позволяют нам заглянуть

туда, куда невозможно заглянуть при проведении натурных испыта-ний, понять природу, физику про-цесса. Мы стремимся к тому, чтобы испытания носили преимуществен-но проверочный характер и были направлены в большей степени на обеспечение корреляции виртуаль-ной модели. — Как применение цифровых технологий помогает вам решить вопросы сертификации?— В рамках анализа цифрового макета, повышения зрелости авто-мобиля мы проводим так называе-мую виртуальную сертификацию: проверяя соблюдение сертифика-ционных требований уже на этапе проектирования. Мы не можем за-пустить в производство деталь, ко-торая не соответствует необходи-мым требованиям.

Это делает процесс более стабиль-ным и прогнозируемым. Цифро-вой макет и инструменты провер-ки сертификационных требований, а также внесение соответствую-щих изменений обеспечивают эф-фективное прохождение сертифи-кационных испытаний.— Расскажите, пожалуйста, о том, как строилось взаимодей-ствие с командой Siemens PLM Software. Какие планы на даль-нейшее сотрудничество?— Мы оперативно получали всю необходимую поддержку и кон-сультации со стороны локального офиса Siemens PLM Software. Бла-годаря этому удалось динамично двигаться вперед в комфортном режиме. Мы активно сотрудничали в ходе пилотных проектов, получа-ли техническую поддержку, кон-сультировались и участвовали в обучающих мероприятиях. Руководством была поставлена за-дача по выходу на рынок инжини-ринговых услуг как по численному моделированию, так и по кон-структорским работам. Важным шагом на пути к поставленной за-даче стало выделение расчетов в отдельную структуру — у нас поя-вился центр «Численный анализ и виртуальная валидация». Эта об-ласть становится важным направ-лением деятельности института, динамично развивающимся и очень перспективным. Одновре-менно с этим проходит тестирова-ние решения STAR-CCM+ для задач

26


в сфере гидрогазодинамики и те-плообмена. Если все пройдет успешно, а я в это верю, мы будем постепенно расширять примене-ние программных продуктов Siemens PLM Software, которые по-зволят нам более точно и каче-ственно выполнять нашу работу.

— Расскажите, пожалуйста, под-робнее о центре «Численный анализ и виртуальная валида-ция». Какие задачи стоят перед вами?— Основная задача центра — про-ведение различного рода прове-рок, отвечающих на вопросы, пра-вильно ли разработана конструкция, в верном ли направ-лении идет разработка и т.д. На этапе технического проекта или при разработке мы проводим практически полный спектр расче-тов, включая анализ прочности, жесткости, аэродинамических по-казателей, высокодинамических нагрузок, crash-тесты и другие. На этапе согласования конструкции проверяем ее на соответствие как техническим требованиям, так и таким нормативам, как правила ЕЭК ООН или требования EuroNCAP. — Что вам дает использование функционального моделирова-ния? — Функциональное моделирова-ние, в том числе с использованием 1D моделей, — это возможность сформировать либо уточнить тре-

бования заказчика. Мы применяем этот подход на этапе, когда идея проекта уже существует, но пока не произошел переход к формирова-нию 3D-модели того или иного узла или системы. Например, в рамках разработки двигателя нового авто-мобиля функциональная модель по-зволяет определить, какого типа двигатель потребуется, в каком диа-пазоне мощностей, какая необходи-ма коробка передач и другие харак-теристики на основе поставленных заказчиком требований.Еще на этапе идеи мы можем сузить сектор поиска и определить, в ка-кой области вероятнее всего нахо-дится то или иное рабочее решение. Мы подбираем те дорожные усло-вия, в которых предполагается ис-пользовать автомобиль, и выставля-ем именно те требования к двигателю, которых будем дости-гать. В этом случае на отработку ре-шения потребуется гораздо меньше времени. — Каких результатов удалось до-стичь? — Мы создаем 1D- и 3D-модели, ко-торые поэтапно приходят к физиче-ским образцам. Например, с помо-

Дроздов Павел, директор Центра «Численный анализ и виртуальная валидация» государственного научного центра Российской Феде-рации ФГУП «НАМИ»

27


щью этого инструмента мы можем смоделировать топливную эконо-мичность. Посредством расчетов и эскизов мы достигаем приемлемого значения коэффициента сопротив-ления воздуха. Следом за специали-стами, которые разрабатывали экс-терьер, то есть внешние обводы и стилистику автомобиля, в дело всту-пает группа, занимающаяся аэроди-намикой. Она вносит свои коррек-тивы. В результате мы находим компромисс, который позволяет со-хранить внешнюю стилистику авто-мобиля, но при этом достичь доста-точных величин в части аэродинамических характеристик.— Для решения каких задач вы планируете использовать решение STAR-CCM+?— В отношении аэродинамики мы находимся в поиске продукта, кото-рый позволил бы выполнять те зада-чи, которые сейчас стоят перед на-ми, как можно быстрее, качественнее и по приемлемой сто-имости. Сейчас мы проводим пилот-ный проект, используя решение Simcenter STAR-CCM+ для оценки те-плового состояния подкапотного пространства автомобиля. Этот про-ект позволяет оценить программ-ное обеспечение с точки зрения ос-новных этапов процесса моделирования, в том числе на наи-более трудоемком для нас этапе подготовки расчетной модели. Уже сейчас видны результаты использо-вания Simcenter STAR-CCM+ — нам удалось существенно сократить вре-мя подготовки расчетной модели. Планируется использовать Simcenter STAR-CCM+ для решения целого

комплекса задач, начиная от клас-сических задач внешней аэродина-мики, заканчивая расчетом рабо-ты основных систем автомобиля: контуров охлаждения двигателя, насосов топливной и масляных си-стем. Нашей целью является полу-чение цифрового двойника авто-мобиля, способного c высокой точностью предсказывать характер изменения основных параметров автомобиля с учетом работы всех узлов и агрегатов.Для знакомства наших сотрудни-ков с программным продуктом был организован базовый тре-нинг, мы приняли участие в крат-ком специализированном курсе по термоменеджменту автомоби-ля и семинаре с коллегами, имею-щими многолетний опыт примене-ния Simcenter STAR-CCM+ в задачах автомобильной промыш-ленности.

— Пожалуйста, расскажите о при-оритетных направлениях работы центра. Какие актуальные задачи необходимо решить в ближай-шее время?— Мы расширяем спектр задач, которые можно решить с помо-щью 1D-моделирования. Это ги-дравлика, термоменеджмент, тяго-динамические расчеты, оценка свойств автомобиля в 1D-среде. Это особенно важно на этапе тех-нического предложения, когда производится выбор между разны-ми компоновочными решениями автомобиля. Следующий этап — подробное изу-чение вопросов моделирования трансмиссии: мы хотим перенять опыт Siemens PLM Software по ее доводке до соответствия заданным требованиям. Мы продолжаем изучать возмож-ности Simcenter в отношении мето-да конечных элементов, есть пла-ны по использованию этого решения в качестве пре- и пост-процессора для подготовки моде-лей, обработки результата и его анализа в разных вариациях. Также мы рассматриваем продук-ты Siemens PLM Software в качестве инструментов для решения задач по виброакустике и пассивной без-опасности.

Интервью записалаКлавдия БироваИллюстрации предоставленыФГУП «НАМИ» и взятыиз открытых источников

28


Рафаэлло Лепратти, вице-президент по развитию бизнеса и маркетингу Siemens PLM Software

Рафаэлло Лепратти, вице-президент по развитию бизнеса и маркетингу Siemens PLM Software, рассказывает, как производителям автомобильных комплектующих сократить затраты на обеспечение качества, соблюдая высокие требования заказчиков

Система качества

29


В автомобильной отрасли происходят структурные из-менения: появление новых технологий совпало с бы-строменяющимися предпочтениями потребителей. Растет влияние глобальных тенденций на производи-телей — рост популярности каршеринга, появление беспилотных транспортных средств, переход к элек-тромобилям и дигитализация отрасли в целом.Поставщикам автомобильных комплектующих также необходимо быть готовыми к целому ряду перемен: замедление роста, быстрые темпы развития техноло-гий, унификация деталей и узлов, широкое исполь-зование встроенного программного обеспечения как основного конкурентного преимущества, а так-же ценовое давление со стороны производителей стандартных комплектующих. «Поставщикам необхо-димо трансформировать существующие модели ве-дения бизнеса — от адаптации общей стратегии до снижения операционных расходов, от изменений в организационной структуре до создания принципи-ально нового, инновационного образа мышле-ния», — считает Рон Женг, партнер компании Roland Berger.

«В массовом производстве автомобилей доля приба-вочной стоимости, создаваемая поставщиками, про-должает расти. Вместе с этим на поставщиков возлага-ется больший объем поставок, что приводит к большей ответственности, — говорит Майкл У. Рюгер, старший партнер компании Roland Berger. — Поставщики полу-чают шанс подняться выше в иерархии создания при-бавочной стоимости, а некоторые из них выходят на один уровень с производителями автомобилей».Изменений только в одной области уже недостаточно для достижения успеха. Чтобы соответствовать посто-янно меняющимся требованиям заказчиков и сохра-нять конкурентоспособность, поставщикам необходи-мо использовать комплексный подход к трансформации. На первый план выходит системное управление качеством в масштабах всего предприя-тия. Поставщикам автомобильных комплектующих это необходимо больше, чем другим: меняется их роль и зона ответственности по отношению к производите-лям автомобилей, которые предъявляют все более сложные технические требования и заказывают у по-ставщиков первого уровня больше различных испол-

30


нений изделий. Сегодня поставщики первого уровня не только изготавливают продукцию по заказу авто-производителей, но и разрабатывают ее.Организация процессов управления качеством на всех этапах жизненного цикла изделия — от проекти-рования до изготовления и эксплуатации — стала обя-зательным требованием к производству. Понятие ка-чества не ограничивается характеристиками выпускаемого изделия. Все подразделения, связан-ные с разработкой изделия, сотрудники и процедуры должны быть включены в процессы соблюдения нор-мативных требований и экологических стандартов, до-стижения высокого качества, сокращения себестои-мости и повышения эффективности, предотвращения отказов, подготовки стандартизированных отчетов, изучения накопленного опыта, передачи ноу-хау и многого другого. Традиционно управление качеством внутри компании выполняется вручную силами соб-ственных отделов качества с применением статиче-ских документов или разрозненных приложений для отслеживания показателей качества. С ростом количе-ства и сложности требований к продукции выявилась потребность в более эффективных решениях. Появи-лись более совершенные методы для управления ка-чеством, представленные в системе управления каче-ством QMS.Решение QMS от Siemens PLM Software включает струк-турированный набор бизнес-задач, политик, процедур

и принципов для выполнения требований заказчика и нормативных требований, а также инструментов со-вершенствования для эффективного управления ка-чеством и снижения расходов. Все политики, процеду-ры и инструкции надлежащим образом отображены в документации. Такое программное обеспечение слу-жит платформой для анализа данных, контроля и оценки различных показателей, проведения монито-ринга процессов на соответствие требованиям. Про-зрачная картина управления качеством помогает до-биться эффективности и использовать соответствующие рекомендации сотрудников всех подразделений и руководителей всех уровней.Интеграция с другими инструментами управления производством позволяет эффективно оптимизиро-вать работу предприятия и обеспечить соблюдение всех требований к качеству на всех этапах жизненно-го цикла изделий и процессов. Подобный интегриро-ванный подход позволяет организовать надежную пе-редачу информации между всеми элементами и службами предприятия, а также организовать взаимо-действие по всей цепочке жизненного цикла изделия с поддержкой межфункциональной совместной рабо-ты и обмена информацией. Решение QMS становится важной и неотъемлемой частью всех остальных си-стем управления производством.Эффективная система управления качеством QMS объединяет все подразделения, участвующие в созда-

31


?????????????????????????

поставок за счет эффективного управления слож-ным планированием, управлением и мониторингом процессов и качества производства. Применяемый в управлении качеством PDCA-цикл запускает процесс улучшений для различных этапов жизненного цикла изделия и составляет основу всех систем управления качеством.Благодаря использованию решения Siemens QMS Professional производители получают гибкость и воз-можность интеграции с существующими системами управления технологическими процессами и жизнен-ным циклом изделия. Планирование качества должно начинаться уже с этапа проектирования изделия и яв-ляться неотъемлемым элементом на протяжении все-го производственного процесса, учитывая конструк-торские и технологические спецификации и обеспечивая совместную работу всех подразделений. Такой комплексный подход помогает управлять ри-сками производства. QMS-система позволяет обеспе-чивать управление качеством на распределенных предприятиях и в различных отраслях. Она полностью соответствует отраслевым стандартам качества, помо-гая самым разным предприятиям устранять риски и потенциальные отказы до того, как они произойдут.Темпы дигитализации в машиностроении предъявля-ют высокие требования к качеству. Качество переста-ет быть чем-то вторичным и превращается в неотъем-лемую часть стратегии предприятий будущего.

нии изделия. Системный и интегрированный подход к управлению качеством помогает поставщикам авто-мобильных комплектующих добиться полной прозрач-ности производственных процессов, проводить мони-торинг и предотвращать возможные проблемы с качеством. Это позволяет производителям сократить сроки выхода изделий на рынок, уменьшить объемы отходов и доработок, повысить гибкость и улучшить прослеживаемость. Совершенствование процессов приводит к значительному росту производительности и полному соответствию требованиям заказчиков.Siemens PLM Software активно развивает свои техно-логии в области управления качеством, совершен-ствуя систему Siemens QMS Professional, которая ори-ентирована на самые разные отрасли. Благодаря глубокому пониманию принципов работы промыш-ленности Siemens PLM Software помогает производи-телям понять факторы, влияющие на качество, устранить проблемы, повысить общую эффектив-ность производства и получить максимальную эко-номическую отдачу. QMS-система создает замкнутый контур управления качеством. Решение имеет бога-тую историю: уже 30 лет оно применяется для управ-ления качеством на промышленных предприятиях. В ее основе лежит цикл «планирование – реализация – анализ – реагирование» (PDCA). Такой подход обе-спечивает непрерывный процесс улучшения на всем жизненном цикле изделия и оптимизирует цепочки

32


Николас Дамиани, эксперт по численному моделированию и анализу эксплуатационных условий компании Airbus Helicopters Research and Development

Интервью Николаса Дамиани, эксперта по численному моделирова-нию и анализу эксплуатационных условий компании Airbus Helicopters Research and Development, о создании цифрового двойника вертолета

На пути к цифровому вертолету

33


Николас Дамиани уже более 28 лет работает в цифровом мире. Сегодня он оказывает поддержку исследователям и разработчикам в Airbus Helicopters. В этом интервью Николас рассказывает о постоянно развивающемся ми-ре численного моделирования и о том, почему компа-ния Airbus Helicopters так заметно продвинулась на пути к созданию как цифрового двойника вертолета, так и циф-рового двойника испытательного стенда.— Николас, чем вы сегодня занимаетесь в Airbus Helicopters?— Как специалист по дигитализации и численному мо-делированию, я работаю сразу в нескольких направле-ниях. Я контролирую соблюдение стандартов и создаю общую архитектуру процессов численного моделиро-вания. Кроме того, я отвечаю за развитие технологий численного моделирования и при необходимости ока-зываю поддержку различным проектным группам. Моя задача — добиться того, чтобы наша работа при-водила к появлению успешных изделий — наши верто-леты должны поставляться точно в срок, в рамках бюд-жета и с соблюдением всех требований по качеству.— Как изменилась роль численного моделирования в компании Airbus Helicopters?

— Мне повезло стать свидетелем развития этой обла-сти за последние 28 лет. Я наблюдал за тем, как техно-логии численного моделирования развивались шаг за шагом, начиная с решения простых задач и устране-ния проблем и до создания инновационных моделей в Simcenter Amesim. Несколько десятилетий назад чис-ленное моделирование в основном применялось на заключительных этапах разработки интерфейсов и иногда в научных исследованиях. Сегодня у нас есть продуманная стратегия применения численного моде-лирования и архитектура моделей. Численное моде-лирование играет важнейшую роль в разработке на-ших изделий. Наши системы численного моделирования стали неотъемлемой частью процес-сов верификации моделей и проведения сертифика-ционных испытаний. Идеала мы пока не достигли, но продвинулись весьма далеко.— Почему численное моделирование приобрело столь высокую важность?— Моделирование вертолета — невероятно сложная задача. Она становится еще более сложной по мере роста объемов встроенного программного обеспече-ния и числа участников процессов разработки, вклю-

34


некоторые области развиты луч-ше. Не надо забывать, что это очень большая и комплексная мо-дель. Она состоит из 400-500 от-дельных моделей, которые рабо-тают совместно в режиме реального времени и в управляе-мой среде.— Это, должно быть, требует больших вычислительных мощностей?— Нам повезло — вычисления ста-новятся все быстрее, а их стои-мость падает. Когда мы запускаем полный расчет модели, то исполь-зуем около 24 процессоров. Это не вся имеющаяся у нас вычисли-тельная мощность, но близко к этому.— Каковы основные тенденции развития численного моделиро-вания в компании Airbus Helicopters?— С повышением точности расчет-ных моделей мы все лучше про-гнозируем характеристики изде-лий. Наша комплексная модель, состоящая из 400-500 отдельно

рассчитываемых моделей, — это на-стоящая система систем. Только представьте себе объем исходного кода подобной модели! Он просто огромен. При этом весь исходный код прошел контроль. Он встроен в модель и не требует дальнейших проверок. К его точности нет ника-ких вопросов.Следующая задача для компании Airbus Helicopters — обеспечить раз-работку изделий в среде численно-го моделирования и постепенно за-менить натурные испытания на виртуальные. Численное моделиро-вание становится средством обеспе-чения соответствия нормативным требованиям.— Есть ли какие-то сферы разра-ботки, вызывающие особый интерес?— Конечно, как и в других отраслях, мы уделяем особое внимание то-пливной эффективности. В нашем процессе разработки этот вопрос рассматривается на самых ранних этапах — при моделировании ги-дравлических, топливных и электри-

чая поставщиков. При этом архи-тектура решений для численного моделирования постоянно разви-вается, а модели отдельных систем и подсистем доводятся до совер-шенства.Как и другие компании, Airbus Helicopters применяет численное моделирование не только для устранения проблем в процессе разработки. Оно играет важней-шую роль в соблюдении сроков и бюджета при выполнении заказов. В нашей отрасли сокращение ци-клов разработки и максимально раннее выявление несоответствий в проектных решениях стали клю-чевыми факторами успеха. Чис-ленное моделирование помогает решать задачи быстрого выхода изделий на рынок и проектирова-ния в рамках заданной стоимости.— По вашему мнению, насколько совершенной стала ваша модель?— Нашу расчетную модель в це-лом можно считать очень точной. Разумеется, в общей архитектуре

35


ческих систем в решении Simcenter Amesim. Так, например, в Simcenter Amesim рассчитываются физиче-ские параметры модели — давление в системе или характеристики насо-са. Подобные расчеты на ранних эта-пах помогают успешно решать во-просы топливной эффективности. Численное моделирование при этом становится инструментом прогнози-рования. Наше решение по обеспе-чению топливной эффективности, разработанное с помощью Simcenter Amesim и Simcenter Engineering, уже начало приносить плоды.

— А как еще вы используете эту модель?— Наша модель крайне важна для подтверждения опытного образца — так называемого «вертолета номер ноль». Еще до первого полета мы ис-пользуем модель при взаимодей-ствии с поставщиками. Все чаще и чаще наши поставщики используют проверенную модель для разработ-ки требуемых деталей и узлов.— Как вы видите ваши основные задачи на следующие пять лет?— Моя работа очень важна, так как процесс разработки вертолета неве-роятно сложен. Мы по-прежнему сталкиваемся с множеством непри-ятных сюрпризов. Сегодня без чис-ленного моделирования невозмож-но создать летательный аппарат. Оно применяется на этапах расче-тов, анализа взаимодействия пило-та с контуром управления, создания опытных образцов, контроля про-ектных решений, имитации полетов и обучения. Численное моделирова-ние — критически важный элемент процессов разработки. Моя главная задача на будущее — поддержка как можно большего числа инжене-

ров при переходе к новым цифро-вым подходам к проектированию вертолетов.— Всем известны тренажеры для летчиков. Можно ли отнести их к технологиям численного моде-лирования?— Как ни удивительно, но ответ на этот вопрос — да. В последние годы мир численного моделирования де-лился на две части: моделирование изделий и создание тренажеров. Для решения этих задач применялись абсолютно разные модели и систе-мы. Чаще всего обучающие сред-ства, такие как летный тренажер, создавались после того, как верто-лет проходил сертификацию, несмо-тря на то, что заказчик предпочел бы пройти обучение до получения первого вертолета. Результаты ин-женерных расчетов при этом ис-пользовались весьма ограниченно. Сегодня одна и та же расчетная мо-дель непрерывно совершенствуется — начиная с этапа эскизного проек-тирования и заканчивая этапом сер-тификации. В любой момент мы мо-жем создать учебный тренажер на основе расчетной модели вертолета и в соответствии с графиком постав-ки изделий заказчикам.— То есть ваша конструкторская модель легко интегрируется как с готовым изделием, так и с лет-ным тренажером. Иными слова-ми, цифровой двойник находит новые области применения?— Прелесть численного моделиро-вания в том, что в нем можно объ-единять различные виды расчетов. Нужен только соответствующий

программный код. Это означает, что вы можете связать виртуаль-ный летный тренажер или резуль-таты взаимодействия пилота с кон-туром управления с любым приложением при летных испыта-ниях, других видах численного мо-делирования, разработке графи-ков технического обслуживания и даже в других собственных про-граммах разработки. Возможности в этой области безграничны.— Появится ли когда-нибудь пол-ностью виртуальный испытатель-ный стенд?— В настоящее время мы уделяем огромное внимание виртуальным испытаниям. Сегодня мы совер-шенно по-новому работаем как c «вертолетом номер ноль», так и с натурным испытательным стен-дом. Пока в центре испытаний остается именно «вертолет номер ноль», но скоро мы полностью пе-рейдем на численное моделирова-ние. Применяя рассчитываемые в реальном времени модели и вир-туальные испытательные стенды, мы создаем точную модель верто-лета в виртуальном мире.— Каким будет будущее вертоле-тостроения?— Число новых технологий посто-янно растет, но это наша задача как экспертов — сделать правиль-ный выбор, особенно это касает-ся умных систем. Умные техноло-гии постепенно превращаются в искусственный интеллект, а ма-шины действительно начинают учиться. И к этому нужно отне-стись серьезно.

36


Тонкий расчет, или Как сэкономить на сертификации

С помощью решения Simcenter STAR-CCM+ аэрокосмическая инжиниринговая компания TLG Aerospace сократила расходы на сертификацию авиационной техники

будь то гигантский авиалайнер или небольшой двухместный са-молет — перед началом эксплуа-тации должен пройти все сертифи-кационные испытания на соответствие требованиям надзор-ных органов. На сертификацию исходной моде-ли 787 Dreamliner в общей слож-ности ушло 8 лет, 4656 часов лет-ных испытаний и более 200 000 часов работы экспертов Федераль-ного авиационного управления США (FAA), а расходы на сертифи-кационные испытания оказались колоссальными. «Нашей целью было организовать самую скучную в мире программу летных испытаний», — именно та-кими словами главный инженер концерна Boeing Уэйн Тайгерт рас-сказывает о программе сертифи-кационных летных испытаний авиалайнера Boeing 787-10.«Скучный», пожалуй, не то слово, которым можно охарактеризовать 900 часов испытаний трех самоле-

тов, учет тысячи нормативных тре-бований, подготовку более 4000 до-кументов и затраты, исчисляемые миллионами долларов.Решение Simcenter STAR-CCM+ , включающее наиболее полный на-бор физических моделей всех суще-ствующих систем инженерного ана-лиза, не только обеспечило полное соответствие результатов моделиро-вания и реального поведения авиа-лайнера в любом режиме работы, но и позволило значительно сокра-тить временные и финансовые за-траты.

Трудности сертификации Стоимость сертификационных испы-таний малых самолетов оценивает-ся в 1 млн долларов США. 25 млн долларов требуется для летательных аппаратов общего назначения. В случае с пассажирскими авиалай-нерами эта цифра превышает 100 млн. Затраты на сертификационные испытания и связанные с ними за-держки нередко сопоставимы со

31 марта 2017 года в воздух под-нялся авиалайнер Boeing 787-10, прототип самого вместительного широкофюзеляжного самолета се-мейства Dreamliner. Самолет взле-тел с аэродрома в Норт-Чарлстоне в 9:37 утра по местному времени и совершил посадку в 14:35. Во вре-мя полета была достигнута высота в 6100 метров, а скорость состави-ла 710 км/ч. Опытный образец про-вел в небе 4 часа 58 минут. Так на-чались летные испытания третьего представителя семейства Boeing 787 Dreamliner, а чуть ранее был дан старт новой, на порядок более экономичной и современной, про-грамме сертификационных испы-таний. Разработка как новой, так и модер-низированной модели самолета, отвечающей всем требованиям, — дорогостоящий, трудоемкий и строго формализованный процесс. Но только он гарантирует наивыс-ший уровень безопасности полета. Любой летательный аппарат —

37


стоимостью всего проекта. Часто именно этап испытаний определяет прибыльность или убыточность про-граммы.Нередко процесс сертификации со-провождается срывом графиков ра-боты и сроков поставок самолетов, перерасходом средств, ненадлежа-щими характеристиками безопасно-сти вследствие несоответствия кон-струкций нормативным требованиям. Это приводит к необ-ходимости выполнять дополнитель-ные проектные работы и осущест-влять повторные манипуляции. Неизменным остается стремление производителей сократить объемы дорогостоящих испытаний, обеспе-чив аргументированное подтвержде-ние летной годности самолета. Специалисты компании TLG Aerospace по праву считаются при-знанными экспертами в данных во-просах. Многопрофильная команда инженеров TLG Aerospace обладает богатым опытом и демонстрирует высочайший профессионализм, по-могая заказчикам пройти сертифика-ционные испытания FAA не только максимально эффективно, но и от-носительно быстро и недорого.

Виртуальная сертификацияСертификационные испытания в FAA соответствуют принципам рабо-ты надзорных органов в разных странах мира и состоят из трех эта-пов: сертификация конструкции, сертификация производства и сер-тификация летной годности. Этап сертификации конструкции включа-ет подтверждение безопасности конструкции с выдачей сертификата типа для новых типов самолетов или сертификата модификации типа для модификаций. На этапе серти-фикации производства дается раз-решение на изготовление деталей, узлов и систем, а выполнение этапа сертификации летной годности по-зволяет начать эксплуатацию само-лета.Получение сертификата FAA требует проведения летных испытаний или предоставления результатов расче-тов, подтвержденных испытаниями. В авиационной отрасли такой под-ход получил название «виртуальная сертификация». Расчеты выполня-ются для полной модели всего са-молета, а их результаты затем под-тверждаются летными испытаниями в определенном режиме, заранее

установленном надзорным орга-ном. Полная модель учитывает оценку четырех аспектов: аэродинамики, прочности конструкции, расчета массовых характеристик и авиони-ки. В итоге летные испытания по-зволяют подтвердить корректность комплексной интегрированной модели самолета, а также факт применения консервативных оце-нок при расчетах. Регулирующие органы контролируют расчеты, так как результаты служат подтверж-дением безопасности конструкции. Как правило, производители авиа-ционной техники стараются огра-ничить применение консерватив-ного подхода в проектировании, чтобы снизить массу и повысить технические характеристики само-летов.

Сертификационная модельПо словам Роберта Линда, дирек-тора по разработкам и официаль-ного представителя FAA по расче-там летных характеристик и флаттера в компании TLG Aerospace, программно-аппарат-ное обеспечение для аэродинами-ческих расчетов в условиях роста их объема стало значительно до-ступнее и проще, теперь прово-дить сертификационные испыта-ния можно быстрее и дешевле. Виртуальная сертификация начи-нается с создания базы данных аэродинамических характеристик в Simcenter STAR-CCM+. Кроме то-го, компания TLG Aerospace прово-

дит в системе и гидродинамиче-ские расчеты. «Расчетная модель, созданная с помощью Simcenter STAR-CCM+, от-личается устойчивостью и высокой точностью, — говорит Андрю Мак-комас, технический руководитель и специалист по аэродинамике компании TLG Aerospace. — Вы-строенные на основе данного ре-шения рабочие процессы и мето-дики просты и наглядны».Большая часть сегодняшней рабо-ты Линда заключается в убежде-нии заказчиков в возможности проведения виртуальной сертифи-кации типа летательного аппарата. Он является одним из четырех по-стоянных представителей FAA в компании TLG Aerospace и уполно-мочен утверждать ряд результатов сертификации от имени FAA. Реше-ния Siemens PLM Software позволя-ют TLG Aerospace создавать серти-фикационные модели целого летательного аппарата, приклады-вать к ним нагрузки, проводить виртуальные испытания на флат-тер и управляемость во всех режи-мах полета.Во время испытаний Boeing 787-10 Simcenter STAR-CCM+ используется в специальной среде для сертифи-кации, которая отличается от сре-ды проектирования. Фактически производится не просто выполне-ние расчетов с последующим утверждением специалистами FAA, методы вычислительной аэродина-мики помогают построить как аэродинамическую, так и проч-ностную модели летательного

38


цензирования Power-on-Demand, предлагаемой Siemens PLM Software, можно запускать сразу не-сколько сеансов численного моделирования на мно-жестве компьютерных кластеров в облаке с учетом обеспечения безопасности данных. Экономичная схема лицензирования без необходимости оплаты ежегодного продления лицензии заметно ускоряет создание базы данных аэродинамических характери-стик. Дополнительным преимуществом численного моделирования служит сокращение объема испыта-ний в аэродинамической трубе. В настоящее время испытания в аэродинамической трубе все еще при-меняются для наполнения баз данных аэродинами-ческих характеристик самолетов новых конструкций. Однако виртуальные испытания для одних режимов дополняют, для других — полностью заменяют на-турные испытания, что позволяет экономить бюд-жет. Испытания в аэродинамической трубе по-преж-нему остаются наилучшим способом исследования режимов с зарождающимся отрывом потока, вирту-альные же расчеты лучше справляются с небольши-ми углами атаки и подробными исследованиями по-ля скоростей потока.Таблица иллюстрирует результаты проведенного TLG Aerospace сравнения затрат на расчеты, выполняемые в ранее использовавшихся системах и в Simcenter STAR-CCM+, с затратами на испытания в аэродинами-ческой трубе. При минимальном объеме инвестиций решение Simcenter STAR-CCM+ способно сократить и даже полностью заменить ряд натурных испытаний. С учетом затрат на изготовление моделей и стоимости часа работы аэродинамической трубы это дает суще-ственную экономию времени и средств.Гибкое использование вычислительных ресурсов и облачное лицензирование устраняют все техниче-ские ограничения на одновременное проведение многочисленных аэродинамических расчетов. Те-перь компания TLG Aerospace может регулярно про-водить крупномасштабные и детальные расчеты. При этом большинство моделей просчитываются меньше чем за час, независимо от их размера.

аппарата, а также модели авионики. Они способны имитировать реакцию конструкции самолета в полете, определять нагрузки и характеристики управляемо-сти.Для проведения сертификационных испытаний ново-го летательного аппарата необходима база данных аэродинамических характеристик, для формирования которой требуется масштабный сбор информации. Методы вычислительной аэродинамики позволяют рассчитывать аэродинамические характеристики са-молета в предельных режимах полета. Результаты расчетов используются в аэродинамической модели более низкого уровня для оценки аэроупругости. Компания TLG Aerospace проводит калибровку моде-ли аэроупругости с получением соответствующих ха-рактеристик всего летательного аппарата на основе аэродинамических расчетов его жесткой конструк-ции. Готовая модель аэроупругости точно воспроиз-водит комплексные и распределенные аэродинами-ческие характеристики всего самолета, а также дает возможность моментально рассчитать свойства аэро-упругости.Полученные результаты позволяют подтвердить вы-полнение нормативных требований в конкретных ре-жимах полета, а последующие летные испытания до-казывают корректность расчетных моделей. При этом риск наиболее опасных режимов полета может быть оценен заранее, на уровне виртуальных тестов. Под-твержденную модель можно применять для оценки соблюдения нормативных требований в различных режимах эксплуатации, также ее наличие существен-но сокращает число изменений, вносимых по резуль-татам летных испытаний.

Как сократить затраты на сертификациюСредство численного моделирования Simcenter STAR-CCM+ позволяет принципиально снизить расходы на сертификацию. Решение может использоваться в ка-честве источника для заполнения базы данных аэроди-намических характеристик. За счет гибкой схемы ли-

39


Повторная сертификация и новые возможностиПри внесении изменений в сертифицированную кон-струкцию летательного аппарата требуется проведе-ние повторной сертификации. Анализ поведения мо-дифицированных конструкций в граничных режимах полета — опасный, дорогостоящий и длительный про-цесс. В прошлом инженерам приходилось проводить испытания, не имея четкого представления о послед-ствиях внесенных в конструкцию изменений. Разре-шение FAA применять аэродинамические расчеты для подтверждения того, что модификация не приведет к нарушениям нормативных требований, позволило та-ким компаниям, как TLG Aerospace, использовать си-стему аэродинамических расчетов.Помимо этого, аэродинамические расчеты помогают определить аэродинамические нагрузки на навесные конструкции летательных аппаратов, выявить места обледенения, выбрать оптимальное место размеще-ния системы воздушных сигналов, оценить внутрен-ние воздушные потоки и т.д.Если на самолет устанавливается новый обтекатель радара, изготовителю необходимо доказать, что, в случае отделения обтекателя в полете, он не столкнет-ся с самолетом. Реализовать подобный сценарий на практике почти нереально. По мнению TLG Aerospace,

в Simcenter STAR-CCM+ имеются все необходимые ин-струменты для проведения подобных расчетов без привлечения сторонних программ. Более того, вирту-альная сертификация стимулирует процесс разработ-ки инновационных летательных аппаратов.Вряд ли расчеты смогут полностью заменить испыта-ния в аэродинамической трубе, тем не менее роль вы-числительной аэродинамики в процессах сертифика-ции со временем будет только расти, дополняя и уточняя результаты летных испытаний.Сегодня такие компании, как TLG Aerospace, использу-ют средства вычислительной аэродинамики в каче-стве надежного и проверенного средства сертифика-ционных испытаний в наиболее нагруженных режимах полета, сокращающего число условий и на-грузки при летных испытаниях, а также прогнозирую-щего потенциальные опасности. Гибкие схемы лицен-зирования и масштабируемые вычислительные ресурсы сильнее укрепляют позиции виртуальной сер-тификации. Проект, осуществленный для Boeing 787-10, продемонстрировал, что инструмент Simcenter STAR-CCM+ позволяет с легкостью получить сертифи-каты FAA. Теперь компания TLG Aerospace может браться за проекты значительно большего масштаба, повышать конкурентоспособность, экономить сред-ства заказчиков и эффективнее расходовать бюджет.

Виртуальная модель позволяет подтвердить выполнение нормативных требований, а последующие летные испытания доказывают корректность расчетных моделей

Затраты на создание моделей

Стоимость часа работы инженеров

Требуемое число инженеров

Производительность (экспериментов

в день)

Аэродинамическая труба с низкой скоростью потока

$165 000 $600 2 800

Аэродинамическая труба с высокой скоростью потока

$315 000 $4500 3 600

Ранее применявшиеся средства вычислительной аэродинамики

$15 000 $250 1 20

Simcenter STAR-CCM+ $15 000 $100 1 80

40


Виртуальная модель производства, созданная в Tecnomatix Plant Simulation, позволила заказчикам ГК «Финвал» оптимизировать работу цехов и увеличить объем выпускаемой продукции

Имитационное моделирование для гарантии выполнения производственного плана

Интервью Юрия Молчанова, директора департамента управления эффективностью предприятий ГК «Финвал»

41


Имитационное моделирование для гарантии выполнения производственного плана

— ГК «Финвал» — один из лидеров российского рынка разработки комплексных инжиниринговых решений для промышленных предприятий, а также поставок оборудования, инструмента и ос-настки. Расскажите, пожалуйста, подробнее о компании и задачах, стоящих перед вами сегодня. — Основными направлениями ра-боты группы компаний являются инжиниринговые и консалтинговые услуги для промышленных предпри-ятий: от поставки оборудования и инструмента до проектирования и запуска производства. Мы также выполняем проекты в области тех-нологической подготовки производ-ства: разрабатываем и внедряем технологии, подбираем оборудова-ние и инструмент, выполняем опыт-но-конструкторские работы, изго-тавливаем и внедряем оснастку, выполняем работы по наращива-нию производительности труда и ка-чества продукции на конкретных рабочих местах, проводим техниче-ские и технологические аудиты, а также аудиты системы управления производством. Помимо этого, обу-чаем и повышаем квалификацию специалистов предприятий. Отдельно стоит отметить такое на-правление нашей работы, как повы-шение эффективности существую-щего производства. ГК «Финвал» обладает большим опытом оптими-зации производства заказчиков,

причем, как правило, без дополни-тельных инвестиций. Мы достига-ем результата за счет более полно-го и рационального использования существующих внутренних резер-вов предприятий, используя циф-ровые двойники производства и технологии имитационного моде-лирования для анализа эффектив-ности использования мощностей. С помощью современных про-граммных решений мы проводим расчет необходимых мощностей и определяем их оптимальный ре-жим использования для гаранти-рованного выполнения предприя-тием производственного плана и эффективного использования обо-рудования. — Расскажите, пожалуйста, об опыте работы в проектах с при-менением технологии имитаци-онного моделирования. Что было целью таких проектов?— ГК «Финвал» активно использу-ет имитационное моделирование производства с 2014 года. За по-следние годы специалисты «Фин-вал» реализовали несколько по-добных проектов для крупных производственных объектов авиа-ционной отрасли. Заказчиками вы-ступили предприятия, входящие в состав АО «ОДК», крупнейшего производителя двигателей в Рос-сии. На протяжении нескольких лет отдельные цеха предприятий испытывали сложности с выполне-

нием производственного плана. Перед нашей компанией были по-ставлены конкретные цели: оце-нить объективную возможность выполнения цехами производ-ственных планов и разработать план мероприятий для гарантиро-ванного выполнения планов. Для достижения этих целей были соз-даны цифровые модели производ-ственных объектов, максимально точно отражающие реальную ситу-ацию в цехах. Объектами модели-рования были механосборочные цеха с большой номенклатурой го-товой продукции, сотнями единиц оборудования, длинными техноло-гическими маршрутами, а общее количество технологических опе-раций на объекте иногда достигало 50 000. В цифровых моделях наши специалисты учли все важнейшие характеристики и особенности ра-боты реальных цехов.— Чем вы руководствовались при выборе имитационного мо-делирования для проведения анализа объектов и выполнения проектов по наращиванию эф-фективности производства?— Оценка возможностей многоно-менклатурного производства — очень непростая задача, и, прежде всего, из-за большого количества факторов, которые напрямую вли-яют на возможности производства справиться с планами. Как прави-ло, на предприятиях оценивают

42


максимально отображающие ре-альные объекты. Решение Tecnomatix Plant Simulation изна-чально ориентировано на модели-рование производственных си-стем, и заложенный в нем мощный функционал в большей степени со-ответствовал нашим целям. Одно из самых важных преимуществ имитационного моделирования, в отличие от традиционных мето-дов оценки потребности в обору-довании, заключается в том, что оно позволяет учесть количество и время переналадок, объем партии деталей, запускаемых в производ-ство, очередность обработки на станках, время ожидания. Кроме того, в ходе моделирования оце-нивается множество вариантов организации производства, что повышает уровень достоверности результатов и экономит средства компании, а также быстро окупа-ется. Помимо этого, мы учитывали совместимость и возможность ин-теграции Tecnomatix™ Plant Simulation с другими продуктами Siemens PLM Software.

Еще одним преимуществом Siemens PLM Software является гибкая поли-тика ценообразования и профес- сиональная команда специалистов, которая разработала программу на-чального обучения программирова-нию в среде Tecnomatix Plant Simulation для наших сотрудников и помогла подготовить их к серти-фикации.— Каким образом проводилась оценка внедрения Tecnomatix Plant Simulation с точки зрения возврата инвестиций заказчика? — Это крайне важная тема. На боль-шинстве предприятий объем заку-пок дополнительного оборудования и его окупаемость рассчитывают на основе недостаточно корректных методик. Это практически всегда приводит к ошибкам в определении нужных мощностей и неверным оценкам возврата инвестиций. Такие ошибки очень дорого обхо-дятся предприятиям, а исправлять их вынуждены не сотрудники фи-нансовых подразделений и отделов планирования, а непосредственно специалисты цехов путем сверх-

возможности выполнения произ-водственных планов по суммарной станкоемкости, которая приходит-ся на конкретный станок. Но такие расчеты практически всегда дают ошибочные результаты и завыша-ют возможности производства. Определить и обосновать для за-казчика реальные возможности его производства было нашей пер-воочередной целью. Лучше всего для решения этих задач подходит имитационное моделирование.— По каким критериям ГК «Фин-вал» выбрала технологического партнера и решение для имита-ционного моделирования Tecnomatix Plant Simulation?— Мы рассматривали несколько программ для имитационного мо-делирования. Прежде всего мы оценивали трудоемкость разработ-ки цифровой модели и объем соз-дания программного кода для до-стижения желаемого поведения цифровой модели и решения стоя-щих перед нами задач. Также мы оценивали возможность программ создавать цифровые двойники,

43


урочной или авральной работы. При этом оборудование, которое по рас-четам было необходимо для выпол-нения производственных планов, часто стоит незагруженным. Задачи по оценке возврата инвести-ций заказчики перед нами пока не ставили, однако именно имитацион-ное моделирование является тем инструментом, который позволяет как объективно оценить потреб-ность в дополнительных мощностях

— оборудовании, новых технологи-ях или конкретных специалистах, — так и корректно рассчитать окупае-мость таких затрат, причем в сжатые сроки.— Расскажите, пожалуйста, под-робнее об этапах реализации про-ектов с применением технологии имитационного моделирования. — При разработке алгоритма анали-за и оптимизации цифровых произ-

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

водственных моделей специалисты нашей компании использовали ме-тоды теории ограничений систем Э. Голдратта, а также мощную ма-тематику самой программы — ге-нетические алгоритмы поиска оп-тимальных решений в многофакторной среде. Наша ра-бота по проекту начинается со сбо-ра исходной информации по объ-екту моделирования и последующей ее проверки на пол-ноту и достоверность. Наши специ-алисты изучают реальную работу цеха, его оборудования, специали-стов, особенности технологий. Все это помогает создать цифровой двойник, максимально похожий на реальный объект, а затем присту-пить к оценке его возможностей. Мы определяем все узкие места в

производстве, проверяем резуль-таты их расшивки. В результате мы оцениваем итоги работы цифрово-го двойника при реализации раз-личных сценариев: изменения ре-жимов работы оборудования и специалистов, изменения разме-ров партий, замены одного обору-дования на другое и т.д. Проработ-ка многих сценариев (иногда их более 500) позволяет найти ответы на три главных вопроса: первый — в существующих условиях какой максимальный план производство может выполнить; второй — что еще необходимо, чтобы гаранти-рованно выполнить план, с кото-рым существующее производство точно не справится; и третий — ка-кой необходим объем инвестиций и когда они окупятся.Стоит отметить, что применяемая нашими специалистами имитацион-ная модель постоянно наращивает свою функциональность по мере выявления индивидуальных осо-бенностей моделируемого произ-водства и требований заказчиков.— Какие параметры производ-ства вы учитываете для создания точной цифровой модели?— В своих моделях мы учитываем все важнейшие данные, влияющие на достоверность цифрового двой-ника и результатов его анализа: всю производимую продукцию, все оборудование и специалистов, режимы их работы, технологии, маршруты, сроки переналадки оборудования и обработки дета-лей, графики обслуживания и ре-монта оборудования, сроки транс-портных и контрольных операций. И это далеко не полный перечень

44


тимизации. Цена неверной инфор-мации и, как следствие, неверных оценок будет на порядок выше, чем затраты на сбор актуальных данных. — Как заказчики ГК «Финвал» оце-нивают результаты применения имитационного моделирования? — По всем выполненным проек-там заказчики очень высоко оце-нили и нашу работу, и те результа-ты, которые были получены в ходе имитационного моделирования. Вот некоторые примеры информа-ции и данных, полученных в про-ектах по имитационному модели-рованию производств. Чтобы оценить материальные потоки и расположение оборудования, Tecnomatix Plant Simulation предла-гает использовать диаграммы Сен-кей. На рисунке 1 показан план це-ха с наложением движения деталей по маршрутам их обработ-ки на станках. Этот инструмент ис-пользуется также в методах береж-

ливого производства и позволяет наглядно отобразить и проанализи-ровать перемещение деталей. Эта информация позволяет оценить в том числе необходимые транспорт-ные мощности.На рисунках 2 и 3 приведены графи-ки загрузки оборудования: на ри-сунке 2 отражена загрузка оборудо-вания при работе цеха «как есть», до оптимизации работы модели. Как видно, часть оборудования загруже-на более чем на 85%, что превыша-ет рекомендованную норму (гори-зонтальная красная линия). После проведения оптимизации работы производства и оборудования в виртуальной среде загрузка пере-распределяется — уже нет перегру-женного оборудования (рис. 3). И при этом объем производства суще-ственно вырос.Виртуальная модель, созданная в Tecnomatix Plant Simulation, позволи-ла рассчитать и проанализировать объем незавершенного производ-

того, что мы учитываем в моделях.— С какими вызовами вы стол-кнулись в ходе реализации про-ектов и как их удалось решить?— Вначале было важно научиться разрабатывать цифровые модели производства, учитывающие все существенные особенности реаль-ного объекта. На это ушло не-сколько лет работы наших про-граммистов. Другая сложность — это недоста-точно полные и достоверные ис-ходные данные у заказчиков. Что-бы решить эту проблему, мы вместе с заказчиками проводили их тщательную актуализацию и проверку. Этот процесс требует больших трудозатрат, но его важ-ность трудно переоценить. Чем точнее будут исходные данные, тем точнее будет модель произ-водства, и, как следствие, мы точ-нее сможем определить реальный потолок существующего производ-ства и разработать шаги по его оп-

45


(которые не должны простаивать), сменно-суточных заданиях и мно-гом другом. Подробная цифровая модель про-изводства — это практический аналог реальной системы, со все-ми ее характеристиками. Суще-ствует много параметров произ-водства и отдельных его элементов, которые можно полу-чить из программы имитационно-го моделирования, например, за-грузку любой единицы оборудования, операторов стан-ков, требуемое количество кон-тролеров в цехе и их загрузку. Так, в ходе одного проекта была вы-явлена нехватка контролеров 6-го разряда на слесарно-сборочных операциях. Имитационная модель показала, что добавление всего двух контролеров позволяет увели-чить пропускную способность всего сборочного цеха на 20%! Предприятия все больше осознают непригодность устаревших мето-дов оценки производства и необ-ходимость использования для ре-шения таких задач методов имитационного моделирования.

ства (рис. 4), а также рассчитать раз-личные варианты отгрузки готовой продукции потребителям (рис. 5).Объем незавершенного производ-ства (НЗП) — один из важных пока-зателей работы производства. Счи-тается, что чем он ниже, тем лучше: предприятию требуется меньше оборотных средств, которые на вре-мя замораживаются в НЗП. При об-суждении этого показателя мы ча-сто дискутируем, в основном со специалистами по бережливому производству, и указываем на то, что объем НЗП должен быть доста-точным для бесперебойной работы оборудования, и особенно на узких местах. Недостаточный объем НЗП приводит к простоям оборудования, это гораздо хуже для предприятия, чем наличие замороженных денеж-ных средств. Итоговые потери для предприятия из-за недостаточного объема НЗП очень существенны. Именно достаточный НЗП должен играть роль буфера заготовок, не позволяющего простаивать обору-дованию. Кроме того, расчет НЗП необходим для определения мощ-ностей складского хозяйства и транспортных средств.После применения имитационного моделирования заказчик получает исчерпывающую информацию об окупаемости инвестиций, о компо-новочных и планировочных реше-ниях, объемах материальных пото-ков, составе и количестве оборудования, режимах его работы, необходимом количестве и квали-фикации сотрудников, объемах складских мощностей, оптимальных партиях обработки деталей, сроках запуска деталей в производство, всех узких местах в производстве

И все чаще имитационное модели-рование используется в качестве самостоятельного инструмента для анализа сценариев работы произ-водственных систем, а также при-меняется для проверки и уточне-ния разработанных технологических решений.— Девиз вашей компании — «Технологии, способные изме-нить мир» — в полной мере отра-жает активную позицию ГК «Финвал» в области цифровиза-ции. Какую перспективу вы в этом видите?— Перспективы и задачи на пути цифровизации для российских предприятий огромны. Учитывая скорость «технологической вол-ны», которая, по мнению руковод-ства нашей страны, станет фаталь-ной для тех, кто не сумеет воспользоваться заложенным в ней потенциалом, наша общая за-дача — в максимально сжатые сроки преодолеть техническое и технологическое отставание от ми-ровых лидеров. Прежде всего, это касается машиностроения, пред-ставляющего собой основу рос-сийской промышленности. В настоящее время ГК «Финвал» работает над сложными проектами в области цифровизации, в том числе над созданием производ-ства, основанного на принципах «умной фабрики». Использование современных цифровых техноло-гий — обязательное условие для успешной трансформации суще-ствующих производств, повыше-ния конкурентоспособности про-дукции, разработки новых видов услуг и получения прибыли.

Интервью записала Марина БелозероваИзображения предоставлены ГК «Финвал»

420000 10 20 30 40 50 60 70 80 90

43000

44000

45000

46000

47000

48000

49000

50000

51000

Дни

Рис. 4

Рис. 5

46


Tecnomatix Plant Simulation помогла компании ASML, крупнейшему производителю фотолитографических систем для микроэлектронной промышленности, оптимизировать производственные процессы и выйти на новый уровень инновационного развития

Макрозадачи производства микросхем

47


временные поставки продукции самого высокого качества и разви-ваться, чтобы сохранить лидерские позиции на мировом рынке ми-кроэлектроники. Руководству ком-пании предстояло решить ряд клю-чевых задач. Во-первых, нужно было увеличить объемы выпуска производимой продукции с учетом рыночного спроса и без роста се-бестоимости. Во-вторых, сократить сроки выполнения заказов. В-тре-тьих, обеспечить выпуск нового поколения фотолитографических систем. В рамках проекта по созданию цифрового производства компа-ния ASML выбрала решения Siemens PLM Software. ASML ис-пользует систему управления жизненным циклом изделия Teamcenter и систему автоматизи-рованного проектирования NX. Кроме того, отдел подготовки производства компании начал ис-пользовать Tecnomatix Plant Simulation, средство моделирова-ния дискретных событий, для ав-томатизации и оптимизации про-изводства.

Прогнозируемые объемыСпрос в полупроводниковой про-мышленности цикличен, и компа-ния ASML непрерывно меняет про-изводственные мощности для соответствия актуальным требова-ниям рынка. Этот процесс должен учитывать прогноз спроса, разра-ботку подробных планов выпуска продукции и обеспечение согласо-ванной работы большой и слож-ной цепочки поставок. Решение Plant Simulation позволило оптими-зировать производственную ли-нию для обеспечения заданной производительности.Важным этапом проекта оптимиза-ции производства стало устране-ние разрыва между разработкой и изготовлением. «Отдел подготовки производства связывает между со-бой конструкторскую службу, тех-нологов и отдел снабжения, — го-ворит Андреас Шонвальдт, руководитель группы управления техническими требованиями ком-пании ASML. — Модели производ-ственных процессов, которые мы создаем в Tecnomatix Plant Simulation, объединяют работу всех этих подразделений. Мы при-нимаем множество решений по модернизации существующих или

Дигитализация стремительно меня-ет отрасли и рынки. Катализатором ее развития стало изобретение по-лупроводников, интегральной схе-мы и микропроцессора. Появление процесса фотолитографии, который заключается в проецировании уменьшенных изображений элемен-тов схемы на кремниевую подлож-ку, позволило снизить стоимость производства и эксплуатации мощ-ностей и тем самым способствовало повсеместному распространению вычислительной техники. Фотолито-графия позволяет создавать все бо-лее экономичные и энергоэффек-тивные устройства и сервисы, дающие возможность всегда быть на связи и использовать широкий функционал инструментов для ра-боты и отдыха. Чтобы соответство-вать вызовам цифровой эры, пред-приятия электронной и полупровод- никовой промышленности стремят-ся быстрее внедрять инновации.Идти в ногу со временем и выпу-скать новое поколение фотолито-графических систем, а также опера-тивно реагировать на цикличный спрос рынка — такие задачи поста-вила перед собой нидерландская компания ASML, один из ведущих мировых поставщиков систем фото-литографии для полупроводнико-вой промышленности. Предприятие выпускает сложное оборудование для производства ин-тегральных микросхем: проектиру-ет, изготавливает, устанавливает и обслуживает системы производства полупроводников. Разработки ком-пании помогают уменьшать разме-ры и повышать функциональные возможности микросхем — основы современных изделий бытовой и промышленной электроники. Посто-янное стремление к инновациям — неотъемлемая часть корпоративной культуры компании.В условиях мирового финансового кризиса в начале 2009 года произ-водители микросхем резко сократи-ли капиталовложения. Но уже во втором полугодии в полупроводни-ковой отрасли наметились оживле-ние и рост заказов. Два последую-щих года для компании ASML стали рекордными по объемам продаж: в 2010-м продажи практически утрои-лись по сравнению с показателями 2009 года, а в 2011-м их рост про-должился. В условиях быстрого вос-становления спроса компании ASML требовалось обеспечивать свое-

строительству новых производ-ственных мощностей. Решение Tecnomatix Plant Simulation помога-ет принимать такие решения и мо-делировать сценарии типа "что бу-дет, если"». Моделирование производится с учетом того, что изделия должны соответствовать самым высоким стандартам, а процесс их создания ведется с нанометровой точно-стью. Оборудование мгновенно печатает мельчайшие элементы схем на кремниевых подложках, создавая 30-40 слоев, абсолютно точно накладываемых один по-верх другого.

Точно в срокИспытания оборудования — самый длительный этап производственно-го процесса: он занимает значи-тельно больше времени, чем сбор-ка. Желая укрепить свою репутацию надежного поставщика, компания ASML постоянно работает над со-кращением сроков выполнения за-казов, повышением объемов выпу-ска и снижением себестоимости. Для моделирования и оптимизации производственных процессов на предприятии использовали числен-ное моделирование дискретного производства Tecnomatix Plant Simulation для определения факто-ров, влияющих на время производ-ства и выпуск оборудования. По словам Йориса Бонсела, инжене-ра-технолога группы управления техническими требованиями ком-пании ASML, модель, созданная в Tecnomatix Plant Simulation, точно отражает работу настоящей произ-водственной линии. Анализ ситуации показал, что одна из причин срыва сроков — за-держки с поставками обработан-ных подложек. «Подложки выпу-скает наша технологическая лаборатория, и почти все они идут на испытания готовой продукции, — рассказывает Йорис Бонсел. — Мы оценили объем заказов отдела испытаний за пять месяцев, а так-же фактическое время поставки подложек. Затем в Tecnomatix Plant Simulation была создана модель, результаты расчета которой были максимально приближены к ре-альным данным. Уровень точности оказался поистине высочайшим». Когда было установлено, что рас-четная модель точно отображает реальную ситуацию производства,

48


????????????????????????????????

49


что рост производительности и максимальный объем выпуска до-стигаются при наличии двух стен-дов для испытаний модулей пози-ционирования, используемых по гибкой схеме, и благодаря парал-лельной установке технологиче-ских позиций.

Взгляд в будущееОдно из важнейших преимуществ Tecnomatix Plant Simulation — воз-можность создания библиотек объ-ектов, следующих определенной логике поведения. Эти объекты ши-роко применяются в различных моделях. Для библиотеки ASML со-трудники компании разработали объект для оптимизации с приме-нением генетических алгоритмов. При численном моделировании технологического процесса специ-алисты задают ряд ограничений между производственными опера-циями. Например, ограничение по-следовательности выполнения, по-зволяющее указать операцию, которая обязательно должна быть выполнена перед текущей. Другой пример — ограничение времени ожидания, задающее время вы-держки, необходимой после завер-шения ряда операций. Специали-сты могут задать и физические ограничения: например, в ситуа-ции, когда две операции не могут выполняться одновременно на од-ном и том же участке или на одном и том же оборудовании.«Поддержание мирового лидер-ства — трудная задача, — говорит Андреас Шонвальдт. — Нужно обе-спечивать инновационность и эко-номичность изделий. Решение Tecnomatix Plant Simulation станет неотъемлемой частью нашего про-цесса принятия проектных реше-ний».

были проведены технологические расчеты. Моделирование реального производства подтвердило предпо-ложение, что наибольшую финансо-вую отдачу и своевременность вы-полнения заказов обеспечит увеличение штата лаборатории на одного сотрудника, а не приобрете-ние новой производственной ли-нии. Моделирование ситуации с увеличением численности персона-ла на две штатные единицы проде-монстрировало, что это было бы не-эффективно с финансовой точки зрения. Ранее подобный анализ специалисты компании проводили, опираясь лишь на собственный опыт, теперь основанием для при-нятия управленческих решений слу-жит точный расчет.

Новый продуктКомпания ASML разработала фото-литографическую систему нового поколения NXE:3300B, в которой применяется коротковолновый уль-трафиолетовый свет, позволяющий еще больше снизить размеры эле-ментов микросхемы. Перед техно-логами встала задача подготовки производства нового оборудования. Морис Шрутен, инженер-технолог группы управления техническими требованиями компании ASML, рас-сказывает: «Прежде всего, нужно было определить, какие производ-ственные ресурсы потребуются для выпуска так называемого промежу-точного модуля — одного из основ-ных компонентов новой системы. Мы искали наиболее экономичный способ, поэтому применили реше-ние Tecnomatix Plant Simulation для анализа трех альтернативных вари-антов, учитывающих критерии ме-ста, занимаемого в «чистой комна-те», колебаний производительности и требуемых капиталовложений в рабочую силу и оборудование».Специалисты предприятия рассмо-трели три варианта: дублирование существующей производственной линии, аутсорсинг части производ-ственных процессов, внедрение но-вого принципа построения произ-водственной линии, когда этап сборки выполняется на трех отдель-ных участках. Численное моделиро-

вание показало, что первый вари-ант потребует наибольших капиталовложений в оборудова-ние, поэтому он был отвергнут. Оставшиеся два демонстрировали практически одинаковые результа-ты. В итоге был выбран вариант с минимальным уровнем рисков для компании. Результатом работы

Tecnomatix Plant Simulation стала оптимизированная схема произ-водственной линии, которая обе-спечивала требуемую производи-тельность при небольших объемах инвестиций в технологическое оборудование.Один из важнейших элементов си-стемы TWINSCAN NXT:1950i от ASML — модуль позиционирования (МП). Когда компания изучала воз-можности повышения объемов вы-пуска нового оборудования, встал вопрос о том, сколько понадобится испытательных стендов для моду-лей позиционирования (ИСМП) и как можно добиться их максималь-но эффективного использования. Кроме того, необходимо было сравнить параллельную и последо-вательную установку двух одинако-вых технологических позиций. Рон Клоуэрс, инженер-технолог группы управления техническими требованиями компании ASML, от-мечает: «Чтобы добиться макси-мальной производительности, мы сравнили четыре сценария в реше-нии Tecnomatix Plant Simulation. Ре-зультаты показали, что лучше все-го применять два ИСМП по гибкой схеме. Иными словами, каждый модуль может выполнять любую необходимую операцию в соответ-ствии с правилами приоритетно-сти. Перед ИСМП следует устано-вить две технологические позиции, работающие параллель-но, а не последовательно».В результате было установлено,

С внедрением Tecnomatix Plant Simulation основанием для принятия управленческих решений стал точный расчет

50


Решения Siemens PLM Software помогли повысить показатели качества обслуживания

Стремление сохранить традиции, вы-пуская высококачественный шоколад и используя современные технологии, лежит в основе работы компании Chocolates Valor, лидера испанского рынка шоколадных изделий. Основан-ная в 1881 году, компания широко из-вестна своими шоколадными плитка-ми, конфетами и батончиками не только в Испании, но и более чем в 60 странах мира. Использование вы-сококачественных ингредиентов — визитная карточка Chocolates Valor, и чтобы достигнуть этого, был разрабо-тан специальный процесс производ-ства, получивший название «От боба до шоколадки». Он включает тщатель-ный отбор какао-бобов на плантациях и их последующую переработку на фа-бриках в Испании — помол, обжарку, смешивание, рафинирование и отлив-ку шоколада в формы. Такой процесс позволяет обеспечить прослеживае-мость качества ингредиентов на всех этапах создания шоколадных изделий.

Дигитализация от плантации до плитки шоколада

Две современные фабрики общей пло-щадью более 65 тысяч м2, ежегодный выпуск свыше 21 тысячи тонн шокола-да, собственная сеть магазинов — все это требует организации бесперебой-ной работы на основе четко выстроен-ных процессов производства.Chocolates Valor выбрала стратегию развития дигитализации для оператив-ного управления производственной информацией. Дигитализация упроща-ет принятие решений и расстановку приоритетов. «Стандартизация всех процессов должна быть на самом вы-соком уровне», — отмечает Хорди Бар-беро, начальник отдела снабжения компании Chocolates Valor.Компания изготавливает всю продук-цию на собственном производстве, по-этому на предприятии уделяют особое внимание качеству процессов превра-щения какао-бобов в шоколад. Для это-

Дигитализация в шоколаде

51


го необходим полный контроль за всей производственной информаци-ей в режиме реального времени, а также гибкие средства принятия ре-шений и оптимизации технологиче-ских процессов.

Прозрачность технологи-ческих процессовДо внедрения решения SIMATIC IT Preactor APS в Chocolates Valor ис-пользовали таблицы Microsoft Excel с данными из ERP-системы от SAP. При таком подходе сбор технологи-ческой информации был длитель-ным, трудоемким и затратным. Со-бранная информация оказывалась неточной и не обеспечивала гибкое и эффективное принятие решений. Связи между технологическими процессами плохо прослеживались, что делало всю цепочку поставок недостаточно прозрачной.

Гибкое и точное производствоChocolates Valor тщательно следит за технологическими процессами про-изводства. «Наши процессы изго-товления шоколада гарантируют максимально высокое качество го-товой продукции», — отмечает Бар-беро. Компания приняла решение инвестировать в средства дигитали-зации производства, выбрав портфо-лио решений от Siemens PLM Software для технологической подго-товки производства и программиро-вания оборудования. Это позволило синхронизировать технологические

процессы, обеспечить управление производством и полную просле-живаемость работы предприятия. «Мы выбрали Preactor APS, так как нам требовалось повысить гиб-кость и точность производства», — поясняет Барберо.Ключевую роль в выборе Preactor APS сыграла возможность интегра-ции данного решения с уже имею-щимися системами автоматизации от Siemens, а также безупречная репутация концерна Siemens на мировом уровне.

Быстрый и качественный результатРезультат внедрения Preactor APS не заставил себя долго ждать, по-зволив Chocolates Valor быстрее выполнять заказы и повысить точ-

ность процессов подготовки про-изводства. Решение от Siemens PLM Software упростило обновле-ние технологической документа-ции и улучшило взаимодействие между различными подразделени-ями предприятия.Благодаря использованию Preactor APS у специалистов фабрики поя-вилось больше времени на другие задачи. «Preactor APS высвободил 16 рабочих часов технолога в не-делю, — рассказывает Барберо. — И мы смогли повысить показатели качества обслуживания. Если два года назад оценка удовлетворен-ности качеством обслуживания со-ставляла 97,8%, то теперь выросла до 98,5%».

Планы на будущее: нет предела совершенствуChocolates Valor планирует расши-рять дигитализацию фабрик. Это одна из ключевых целей, указан-ных в стратегическом плане ком-пании. Предприятие видит своей основной задачей обеспечение до-ступа к данным в режиме реально-го времени по всей цепочке поста-вок. Это значительно повысит гибкость работы организации, ведь только наличия эффективных процессов недостаточно. Дальней-шая дигитализация позволит со-здать по-настоящему гибкую орга-низацию.

52


Shinkansen, получившие название в честь знаменитых японских ско-ростных поездов. Инновационное решение доставляет заказанную еду прямо к столику. Конвейер транспортирует готовые блюда к посетителям, а пустые подносы воз-вращает на кухню. Это позволяет доставить заказы быстро и точно, а владельцам ресторанов — получить рост оборачиваемости столиков, снижение расходов на оплату труда официантов, устранение ошибок и проблем, связанных с традицион-ной доставкой заказов. Донни Ло, директор компании Hong Chiang, отмечает, что основ-ной причиной выбора решения Solid Edge, а не конкурирующих систем, стало наличие синхронной технологии. «По сравнению с дру-гими современными CAD-система-ми, в Solid Edge можно растягивать модель сборки, что очень удоб-но, — поясняет Донни. — Стои-мость решения оказалась весьма привлекательной, и в нем были все нужные нам функции — поку-пать какие-либо дополнительные системы не потребовалось».

На начальных этапах проекта специ-алисты Hong Chiang предполагали, что конструкторы будут создавать 3D-модели узлов системы доставки блюд на основе 2D-плана объекта заказчика, подгоняя их размеры под конкретный проект, а затем бу-дут выпускать чертежи. Попробовав такой подход, конструкторы выяс-нили, что гораздо эффективнее вносить изменения при помощи библиотеки 3D-моде-лей. С 2017 года компания Hong Chiang накопила внушительную библиоте-ку 3D-моделей деталей и узлов. Сто-яла задача добиться того, чтобы проектирование в 3D выполнялось быстрее, чем в 2D.По мере освоения Solid Edge специ-алисты Hong Chiang изучили массу инструментов и возможностей но-вой системы, помогающих сокра-щать время разработки. Одним из основных средств повышения про-изводительности стала синхронная технология. «Теперь при редактиро-вании детали нам не приходится ис-кать нужные элементы в дереве по-строения, — говорит Денг Хонггуй,

Предприятия автоматизируют тех-нологические процессы, суще-ственно повышая эффективность производства и заметно снижая ве-роятность ошибок. Современные вызовы стимулируют небольшие предприятия, в том числе рестора-ны, кафе и другие заведения обще-ственного питания, использовать инновационные решения для со-кращения затрат. И в этом им по-могают изделия, созданные с по-мощью Solid Edge®.Компания Hong Chiang Technology Industry Co. специализируется на разработке автоматизированного ресторанного оборудования и тех-нологий для пищевой промышлен-ности. Среди основных видов про-дукции — тележки для еды, поворотные столы для суши, чайни-ки и другое оборудование для об-щественного питания, включая ви-трины и системы автоматической доставки блюд в ресторанах. Уни-кальные решения создаются под потребность каждого заказчика.Для повышения конкурентоспособ-ности компания Hong Chiang разра-ботала системы доставки блюд

Заказ доставлен к вашему столику

53


инженер-конструктор компании Hong Chiang. — При помощи син-хронной технологии геометрию можно менять непосредственно в системе. Одно это экономит треть нашего времени».Денг отмечает, что в Solid Edge предусмотрено подключение внеш-них модулей рендеринга. Это позво-ляет легко получить фотореалистич-ные изображения моделей локомотивов Shinkansen. Кроме то-го, есть функция создания анима-ций, что очень удобно при подго-товке презентаций для заказчика. Модели поездов, привозящие под-носы с блюдами, — это не просто электромеханические устройства. Они должны выглядеть привлека-тельно.

«Теперь достаточно взять конструк-торскую спецификацию из комплек-та чертежей в Solid Edge, чтобы рас-считать общую материалоемкость конструкции, — рассказывает инже-нер-конструктор Менг Джи. — Это устраняет ошибки и экономит массу времени, которое раньше уходило на расчеты вручную».Компания Hong Chiang выполняет заказы в кратчайшие сроки. Как правило, работа над заказом заклю-чается во внесении изменений в модели, изготовлении и сборке из-делий, монтаже на объекте заказчи-ка и проведении пусконаладочных работ. В среднем ресторан можно открывать через 20-30 дней.«Каждый поворотный столик для су-ши чем-то отличается, — говорит Донни. — Необходимо оптимизиро-вать конструкцию системы доставки блюд с учетом вида столиков, раз-мещения подносов, кранов и друго-го оборудования. Благодаря Solid Edge мы быстро вносим изменения и выполняем заказы точно в срок».Решение Solid Edge помогает компа-

нии Hong Chiang быстро проводить изменения по запросу заказчиков. Имеющиеся в системе мощные ин-струменты моделирования свобод-ных форм помогли существенно сократить сроки внесения измене-ний в модели поездов Shinkansen. Ранее на это уходило от четырех до пяти рабочих дней.Вся работа ресторана зависит от исправного функционирования си-стемы доставки блюд. Если она вы-ходит из строя, заведение прихо-дится закрывать. Поэтому компания Hong Chiang гарантирует устранение поломок в течение двух часов, чтобы они не приводи-ли к существенным финансовым потерям. Чтобы обслуживать сети ресторанов суши в крупных горо-дах, компания Hong Chiang разме-щает там техников, что позволяет вовремя проводить техническое обслуживание и ремонт оборудо-вания. Системы доставки блюд Shinkansen можно встретить в ре-сторанах Тайваня, США, ОАЭ (Ду-бая), Гонконга, Италии и Таиланда.Помимо систем доставки блюд при нормальной температуре, компа-ния Hong Chiang разработала но-вое поколение средств контроля свежести еды. Для этого были ис-пользованы самые современные умные технологии. Новое решение уже внедрено у ряда заказчиков. Такая система следит, чтобы тем-пература блюд оставалась в диапа-зоне от 2 до 4 ⁰С. Если какая-то та-релка перегрета, то информация об этом передается через датчик радиочастотной идентификации. Персонал автоматически получает уведомление, что данную тарелку следует убрать, чтобы не причи-

нить вред здоровью посетителей. Автоматический контроль не толь-ко гарантирует свежесть подавае-мых блюд, но и позволяет отсле-живать все этапы приготовления, а также более эффективно исполь-зовать ингредиенты.Система контроля свежести блюд — первое решение компа-нии Hong Chiang со встроенным программным обеспечением. Оно стало символом преобразований традиционного производства: про-граммное обеспечение суще-ственно повышает пользу выпу-скаемого изделия. Донни Ло называет эту концепцию «Ресто-ран 4.0»: клиент приходит, делает заказ, кухня готовит блюда и до-ставляет их посетителю — и все это происходит под управлением компьютера.«Система Shinkansen доставляет блюда через три минуты после за-каза. Как правило, группа посети-телей может потратить на обед около 20 минут, — отмечает Дон-ни. — Иными словами, чем эф-фективнее система доставки, тем выше оборачиваемость столов. Кухня при этом становится настоя-щей производственной линией, а 100% заказов выполняется без ошибок. Более того, это позволяет собирать информацию о том, ка-кие блюда наиболее популярны в то или иное время суток».Благодаря возможностям Solid Edge и глубокому пониманию со-временных тенденций в отрасли общественного питания, компа-ния Hong Chiang эффективно раз-рабатывает современные изделия, оставаясь успешным, преуспеваю-щим предприятием.

54


Решение Rulestream автоматизирует процессы принятия решений при формировании состава изделия, расчета его характеристик и определения геометрических параметров компонентов

Автоматизация инжиниринговых процессов

Rulestream появился как реализация концепции Knowledge-based-engineering (KBE) и зародился в начале 2000-х годов внутри одного из авиастроительных гиган-тов. Компания решала задачу стандартизации и повы-шения эффективности инжиниринговых процессов за счет управления знаниями. На тот момент инженерные подразделения использовали методики и подходы в ограниченном масштабе: либо ими владел узкий круг специалистов, либо они были реализованы в виде про-граммного кода, написанного внутренними или привле-ченными программистами. В последнем случае эффек-тивность разработок сильно зависела от полноты постановки задачи — инженеры не обладали навыками программирования, а программисты ничего не пони-мали в проектировании и производстве. Даже при успешной реализации каких-либо задач вставал вопрос поддержки и развития этих наработок. Изменения про-граммного кода требовали привлечения высококвали-фицированных программистов, а значит, все больше усилий и финансовых затрат.

Формализованная логика принятия решенийКомпания приняла решение разработать универсаль-ный подход, который позволил бы, с одной стороны, быстро и с минимальными усилиями описывать форма-лизованные процессы принятия инженерных решений,

а с другой — минимизировать необходимость вовлече-ния программистов. В результате появилась платформа Rulestream, которая позволила инженерам самостоя-тельно описывать и поддерживать логику принятия тех-нических решений, а также связывать данные из раз-личных информационных систем. Впоследствии Rulestream был выделен в отдельное на-правление, а затем стал коммерческим продуктом не-зависимой компании, решением для автоматизации процессов проектирования и производства в разных об-ластях промышленности. Особую роль платформа сы-грала для предприятий, работающих в позаказном ци-кле разработки и производства (Engineering-To-Order). Для таких компаний остро стоит задача быстрой и точ-ной оценки возможности, сроков и стоимости изготов-ления изделия до начала непосредственной разработки и производства этого изделия. В позаказном производ-стве высока степень варьируемых параметров, в том числе состава изделия и характеристик его компонен-тов. Для расчета состава изделия, его параметров и се-бестоимости необходимо проводить множество инже-нерных работ, связанных с большим количеством формализованных решений. Обрабатывая исходные данные, технические службы проводят расчеты, запра-шивают данные из различных информационных систем и справочников, подбирают компоненты изделия или аналоги. В результате формируется предварительный

55


облик изделия, его состав и геометрические характери-стики, на основе которых можно делать оценку стоимо-сти и сроков изготовления. Чем глубже техническая проработка — тем точнее получается оценка. Количе-ство поступающих заявок на расчет изделия на порядок больше, чем изделий, впоследствии запущенных в про-изводство, поэтому анализ заявок и расчет ведутся в ус-ловиях дефицита времени и ресурсов. Это сказывается на точности и качестве расчета. Платформа Rulestream позволяет решить эту проблему и обеспечить обработку исходных данных, применяя формализованную логику принятия решений.Многие предприятия используют решение Rulestream для сквозной автоматизации процессов — от заявки до технологической подготовки производства. Компания Daikin McQuay, известный глобальный производитель систем бытового и промышленного кондиционирова-ния, значительно сократила сроки разработки конструк-торской документации и подготовки производства. Бла-годаря внедрению системы в процессы — от получения исходных данных по заказу до формирования техноло-гической документации — удалось сократить среднее время выполнения заказа с 8500 человеко-часов до 1800. Все формализованные и рутинные процессы бы-ли переложены на систему, которая существенно снизи-ла влияние человеческого фактора на скорость и коли-чество ошибок. Компания Armstrong Pumps, один из лидирующих про-изводителей оборудования для нефтегазовой промыш-ленности, запустила весь цикл обработки исходных дан-ных, включая выпуск конструкторской и технологической документации, в решении Rulestream. В результате компании удалось существенно снизить время расчета характеристик изделия и обеспечить со-здание технико-коммерческих предложений с полной технической проработкой в течение нескольких часов. Ранее проработка вручную занимала недели. Суще-ственным преимуществом для Armstrong Pumps стало повышение скорости реакции на изменения исходных данных. Теперь компания может позволить себе полу-чать изменения от своих заказчиков за 24 часа до запу-

ска заказа в производство. Ранее любое изменение тре-бовало нескольких недель на переработку документации и согласования.Rulestream широко распространен среди предприятий, работающих в позаказном цикле. Однако его с успехом используют и компании, работающие по другим моде-лям производства. В серийном производстве встречают-ся бизнес-процессы, где нужно обрабатывать перемен-ные исходные данные и использовать формализованные алгоритмы для принятия решений. Например, это необ-ходимо при проектировании заготовок и создании техно-логических процессов производства типовых деталей. Технолог может существенно автоматизировать свою ра-боту и переложить выполнение рутинных операций на систему, описав логику расчета геометрических и техно-логических параметров заготовок, логику формирова-ния этапов технологического процесса и т.д. Благодаря автоматизации формализованных процессов и принятия решений платформа Rulestream дополняет другие информационные системы и инженерные про-граммные пакеты.

Автоматизация процессов — легкоПредприятия разных отраслей промышленности актив-но изучают и применяют решения для автоматизиро-ванного проектирования, расчетов, управления данны-ми и жизненным циклом изделия. В ходе внедрения этих систем, а также из-за желания максимально эф-фективно автоматизировать процессы часто возникает необходимость принятия формализованных решений. Большинство CAD-, CAM-, CAE- и PLM-систем обладают ограниченным функционалом для автоматизации фор-мализованной логики. Обычно эта задача решается двумя способами: привлечением пользователя к эта-пам процесса принятия решения или созданием про-граммного кода для кастомизации или расширения функционала соответствующей системы. В первом слу-чае страдает эффективность, автоматизированный про-цесс в какие-то моменты прерывается и ожидает дей-ствий пользователя, который вынужден совершать повторяющиеся действия. Написание программного ко-

Rulestream предоставляет набор инструментов, на основе которых предприятие может выстроить любой формализованный процесс для решения проектных или производственных задач

56


да позволяет реализовать практически любую логику, которая поддается формализации. Но не все предприя-тия могут позволить себе привлекать высококвалифи-цированных программистов, и зачастую специалисты на предприятиях не могут в полном объеме сформули-ровать техническое задание для создания программно-го кода. Более того, любые доработки и расширения за-висят от исполнителей и со временем требуют все больше ресурсов на поддержку и развитие. Основная задача платформы Rulestream — снижение «порога входа» для компаний, которые хотят повысить эффективность процессов и автоматизировать рутин-ные и формализованные этапы работы быстро и в усло-виях ограниченного бюджета. Rulestream предоставляет набор инструментов, на основе которых предприятие может выстроить любой формализованный процесс для решения проектных или производственных задач. Ад-министраторы системы получают возможность созда-вать пользовательские интерфейсы ввода данных, опи-сывать логику их обработки и принятия решений, запрашивать информацию из справочников и баз дан-ных, взаимодействовать с CAD-системами и многое дру-гое. Для этого не требуется привлечения высококвали-фицированных программистов. В ряде случаев для описания логики и создания решения по автоматизации какого-либо процесса достаточно знаний конструктор-ских и технологических служб. Платформа Rulestream позволяет минимизировать раз-рыв между специалистами, обладающими знаниями в предметной области, и специалистами, которые реали-зуют необходимые решения в виде программы. Это по-зволяет значительно сократить сроки и стоимость авто-матизации процессов и уйти от традиционной кастомизации программных продуктов и связанных с этим негативных последствий. Если в рамках процессов предварительной проработки или разработки изделия есть существенная доля работы с воспроизводимой логикой, которую можно реализо-вать в виде программного кода, то Rulestream является лучшей альтернативой написанию программного кода.

С чего начатьДля определения логики, как существующей, так и же-лаемой, необходимо привлечь специалистов из соот-ветствующих областей, например, представителей ин-женерных и производственных служб, экономических или финансовых отделов, участвующих в процессе про-работки или проектирования изделия. На первом этапе главная задача — определить исход-ные данные, которые должны быть внесены в систему, а также формат и состав выходных данных. Будет ли ре-зультатом работы системы только состав изделия и се-

бестоимость или в том числе конструкторская и техно-логическая документация? Нужна ли документация в виде плоских чертежей или в виде цифрового макета с определенной степенью детализации? В зависимости от желаемого формата и набора выходных данных прини-мается решение о необходимости интеграции Rulestream с другими программными пакетами. На основе логики обработки исходных данных опреде-ляются источники информации, которые необходимо использовать: базы данных, справочники, CRM-, ERP-, PLM-системы и т.д. На следующем этапе администраторы платформы Rulestream — это могут быть сами специалисты инже-нерных служб либо сотрудники ИТ-подразделений — проводят настройку системы. Этот этап работы включа-ет создание пользовательского интерфейса, ввод и описание логики обработки данных, настройку интегра-ции с внешними программными пакетами и информа-ционными системами. По окончании настройки систему можно запускать в опытную и промышленную эксплуа-тацию. Запустив в работу первую версию приложения, специалисты могут тестировать и корректировать логи-ку работы и доводить ее до нужного уровня эффектив-ности. Исчезает необходимость написания детального технического задания для создания приложения и появ-ляются возможности итеративно приближаться к жела-емому результату.

Без границПлатформа Rulestream предоставляет инструменты для построения программного решения для любого изде-лия в любой отрасли промышленности. Пользователи и администраторы системы ничем не ограничены и могут создавать приложения на базе платформы под любые задачи и процессы. Основные отрасли промышленно-сти, где Rulestream дает существенный эффект при ми-нимальных сроках внедрения: электрооборудование и электрощитовая автоматика, нефтегазовое оборудова-ние, системы промышленной вентиляции и терморегу-ляции, оборудование для пищевой промышленности, конвейерное оборудование и крановая техника, склад-ская техника и оборудование торговых помещений, те-плообменники и холодильное оборудование. Области промышленности и виды изделий не ограничиваются этим списком. При производстве любого изделия, где стоит задача формирования и расчета его состава и па-раметров и при этом используется воспроизводимая формализованная логика, платформа Rulestream может обеспечить видимый результат как для всего процесса, так и для его этапов. Юрий Данилов, Siemens PLM Software

Ждем встречи с вами в шале Siemens PLM Software 1F6

При поддержке

ИТС и Ланит

PLM Эксперт. Инновации в промышленности № 12, май 2019.Учредитель: Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер». Номер свидетельства о регистрации: ПИ № ФС 77‑52601 Временно исполняющий обязанности главного редактора: Бирова Клавдия Александровна. Подписан в печать: 13.05.2019. 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 «РПК «ГЛОБО» Адрес:123100,г. Москва, Пресненская Набережная, дом 10, стр. 2.

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

Все права защищены © 2019 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Siemens, логотип Siemens и SIMATIC IT являются зарегистрированными товарными знаками компании Siemens AG. Camstar, D‑Cubed, Femap, Fibersim, Geolus, GO PLM, I‑deas, JT, NX, Parasolid, Polarion, Simcenter, Solid Edge, Syncrofit, Teamcenter и Tecnomatix являются торговыми марками или зарегистрированными торговыми марками компании Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. или ее филиалов в США и других странах. Все прочие товарные знаки, зарегистрированные товарные знаки или знаки обслуживания являются собственностью их владельцев.

Над номером работали:

Бирова Клавдия Белозерова Марина Лицкевич Анна

www.siemens.ru/plm

Посвящается памяти Ольги Акуловой

Documents

PLM Эксперт › media › ... · Boeing нацелен преобразовать как сам концерн, так и всю ... лидер среди представленных