XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Введение

Одна из самых стремительно развивающихся отраслей мировой экономики – это автомобилестроение. В гонке за лидирующие позиции участвуют десятки стран. Интенсификация производства требует все ускоряющейся смены существующих технических систем новейшими, сроки морального старения их постоянно сокращаются, но продолжительность стадии эксплуатации сокращаться не может, так как сохраняется необходимость получения от их эксплуатации прибыли, покрывающей прошлые расходы и обеспечивающей создание нового поколения систем и повышение жизненного уровня их изготовителей. Таким образом, возникает объективная необходимость сокращения продолжительности стадий, связанных с проектированием и наладкой процесса изготовления изделий.

В этом могут оказать помощь Системы Автоматизированного Проектирования (САПР), предназначенные для выполнения многовариантных расчётов, подготовки и изготовления чертёжной документации, а также внесения изменений и дополнений в уже готовую документацию на стадиях внешнего и внутреннего проектирования изделия.

Современные CAD/ CAE /CAM/ PDM-системы не только позволяют сократить срок внедрения новых изделий, но и существенно влияют на технологию производства. В результате повышаются качество и надежность выпускаемой продукции, а следовательно, ее конкурентоспособность. В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий конструктор может зафиксировать «нестыковки» в конструкции изделия и сэкономить на стоимости изготовления физического прототипа.

В данной работе рассмотрены системы автоматизированного проектирования, применяемых в автомобилестроении.

Задачи поставленные в данной работе :

Дать определение САПР;

Выявить наиболее востребованные САПР в автомобилестроении;

Изучить особенности применение САПР в условиях отечественного автопрома

Объект исследования многообразие САПР.

Предмет исследования – применение САПР в автомобилестроении.

САПР. Определение и задачи

Аббревиатура САПР расшифровывается как система автоматизированного проектирования и, зачастую, воспринимается обывателями, как набор программ для черчения. Однако, согласно действующему ГОСТ 23501.101-87, термин САПР трактуется обширнее и подразумевает всю организационно-техническую инфраструктуру проектного отдела или организации. Затрачивая внушительную часть бюджета на развитие и поддержание структуры САПР, предприятия преследуют единственную цель — повышение качества выпускаемой продукции и оперативное реагирование на обратную связь от потребителей.[3]

Задачи автоматизации конкретного процесса проектирования предполагает решение следующих задач:

разработка концепции приспособления проектных задач к возможностям имеющейся системы автоматизированного проектирования с помощью специальных приёмов разделения процесса проектирования на иерархические уровни и аспекты и с учётом сохранения за человеком проектных процедур, не поддающихся формализации или требующих неприемлемых затрат времени или средств;

разработка математического обеспечения, объединяющего математические модели, методы и алгоритмы, для выполнения необходимых проектных процедур;

разработка и комплектование технических средств и специализированной аппаратуры, отвечающих требованиям автоматизированного проектирования;

разработка операционных систем, пакетов прикладных про- грамм, программно-информационного обеспечения банков данных.

На рисунке 1 приведены стадии разработки изделия и этапы выполнения работ.

CAD/CAM/CAE/PDM-системы занимают особое место среди других приложений компьютерной поддержки инженерной деятельности, поскольку представляют индустриальные технологии, непосредственно направленные в наиболее важные области материального производства. В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (военной, ракетно-космической и авиационной техники, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM/CAE/PDM-систем. За последние годы они прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от этапа технического предложения и заканчивая технологической подготовкой производства, изготовлением, испытаниями, эксплуатацией и сопровождением. К конструкторским документам (КД) относят графические и текстовые документы, которые в отдельности или совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта. Виды и комплектность конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности установлены ГОСТ 2.102-68.[3]

Рисунок 1. Стадии разработки изделия и этапы выполнения работ

По отраслевому назначению выделяют следующие программные средства САПР:

MCAD (mechanical computer-aided design) – автоматизированное проектирование механических устройств. Это машиностроительные САПР, применяемые в авиа-космической промышленности, автомобилестроении, судостроении, производстве товаров народного потребления. Включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (CATIA, Autodesk, Inventor, SolidWorks, КОМПАС-3D);

EDA (electronic design automation) или ECAD (electronic computer-aided design) – САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных схем, печатных плат и т.п. (OrCAD, Altium Designer);

AEC CAD (architecture, engineering and construction computeraided design) или CAAD (computer-aided architectural design) – САПР, используемые в области архитектуры и строительства для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (ArchiCAD, Autodesk Architectural Desktop, AutoCAD Revit Architecture Suite).

По целевому назначению:

CAD (Computer-Aided Design – компьютерная поддержка проектирования). Предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования – САПР). Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной (объемной) конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Ведущие трехмерные CAD системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.

САЕ (Computer-Aided Engineering – поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе; CAE-системы еще называют системами инженерного анализа;

CAM (Computer-Aided Manufacturing – компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время являются практически единственным способом для изготовления сложных в геометрическом отношении деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе;

CAPP (computer-aided process planning) – средства автоматизации планирования технологических процессов, применяемые на стыке систем CAD и CAM. PDM (Product Data Management – система управления проектными и инженерными данными предприятия). Относятся к числу технологий, позволяющих значительно снизить временные затраты в процессе проектирования и сопровождения изделия. Многие САПР совмещают в себе перечисленные типы: CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными или интегрированными.

В последние годы ведущие фирмы западных стран разработали и успешно применяют в различных отраслях промышленности новые компьютерные технологии электронного сопровождения разработки, производства и эксплуатации сложной наукоемкой продукции – так называемые технологии CALS (Continues Acquisition and Life cycle Support). CALS – технологии позволяют решать задачи электронного информационного взаимодействия сотен фирм, занятых производством сложной наукоемкой продукции независимо от используемых программных и аппаратных средств. Решения, основанные на базе стандарта ISO серии 10303(STEP), предполагают применение «нейтрального» формата данных независимо от типа используемой CAD/CAM/CAE/PDM-системы.

Применение САПР в автомобилестроении

Успешная деятельность значительной части фирм и коллективов в промышленно развитых странах во многом зависит от их способности накапливать и перерабатывать информацию. Сегодня без компьютерной автоматизации уже невозможно производить современную сложную технику, требующую высокой точности. Во всем мире происходит резкий рост компьютеризации на производстве и в быту. Внедрение компьютерных и телекоммуникационных технологий повышает эффективность и производительность труда. Отставание в области высоких технологий может привести к превращению страны в сырьевой придаток.

В наши дни наблюдается быстрое развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) в таких отраслях, как авиастроение, автомобилестроение, тяжелое машиностроение, архитектура, строительство, нефтегазовая промышленность, картография, геоинформационные системы, а также в производстве товаров народного потребления, например бытовой электротехники. САПР в автомобилестроении используется для проведения конструкторских, технологических работ, в том числе работ по технологической подготовке производства. С помощью САПР выполняется разработка чертежей, производится трехмерное моделирование изделия и процесса сборки, проектируется вспомогательная оснастка, например штампы и пресс-формы, составляется технологическая документация и управляющие программы (УП) для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), ведется архив. Современные САПР применяются для сквозного автоматизированного проектирования, технологической подготовки, анализа и изготовления изделий в автомобилестроении, для электронного управления технической документацией.

В настоящее время при продаже производства какой-либо продукции в другие страны необходимо представление всей документации в электронном виде. Продаваемый продукт, как и его производство, должен пройти международную сертификацию, подтверждающую его высокие характеристики. Сертифицирование проходит не только само изделие, но и методы его проектирования, изготовления, способы и формы передачи информации об изделии. Для прохождения сертифицирования необходимо оснастить рабочие места конструктора и технолога компьютерными и программными продуктами.

Объединение САПР с автоматизированной системой управления предприятием (бухгалтерский учет, экономический анализ и прогноз, вопросы материально-технического снабжения, управление складами, планирование и диспетчеризация производственных процессов) позволяет создать единый информационный комплекс.[2] Внедрение информационного комплекса позволяет:

сократить в 1,5-2 раза цикл создания изделия (от проектирования до выпуска);

снизить материалоемкость изделия на 20-25%;

уменьшить затраты на производство на 15-20%;

повысить качество изделия и конкурентоспособность предприятия.

В условиях современной экономики и активной конкуренции особую остроту для автомобилестроительных заводов приобретает проблема регулярного обновления продукции, выпуска новых модификаций уже разработанных изделий с тем, чтобы удовлетворить запросы максимального числа потребителей. Прежде чем выпустить новую конкурентоспособную продукцию, необходимо провести большую работу по сбору, накоплению и оперативной обработке информации. Переработка больших объемов информации в настоящее время невозможна без использования ЭВМ.

Создание новой техники в автомобилестроении происходит в такой последовательности:

на основе анализа выпускаемой продукции проектируется новая, обладающая более высокими эстетическими, эксплуатационными или другими свойствами;

производятся инженерные расчеты и моделирование;

технологическая подготовка производства;

изготовление;

сбыт изделия.

При этом мы получаем замкнутый цикл, так как проектирование нового изделия выполняется на базе анализа рынка и данных об эффективности, надежности и сбыте выпускаемых моделей.

Использование САПР позволяет членам проектных групп одновременно работать над изделием с разных сторон: решать задачи стилевого дизайна, проектирования внешнего вида изделия и параллельной поагрегатной разработки изделия. Новое изделие создается в конструкторском подразделении, которое является центральным звеном компьютеризации предприятия. Одновременно группой специалистов различных профилей, работающих над выпуском нового изделия, выполняются все этапы разработки деталей, узлов и сборок, их технологическая проработка (Concurrent engineering).

Изделие начинают изготавливать еще до того, как будет завершен выпуск всей документации, что приводит к значительному сокращению сроков и повышает качество проектирования. Облегчается автоматизированное управление проектами и предприятием на базе электронного документооборота. Любые изменения в любом элементе изделия незамедлительно становятся доступными как для отдельных конструкторов и технологов, так и для целых отделов и организаций на всех этапах создания изделия — благодаря использованию единой базы данных. Таким образом, САПР сокращает время и трудозатраты на проектирование изделия.

Для выпуска конкурентоспособной продукции, отвечающей мировым стандартам, необходимо обеспечить использование единой интегрированной базы данных. Интеграция конструкторских и технологических работ, программного обеспечения для документооборота позволяет пользователям управлять всеми типами информации о продукте и проекте — от изменения заказов до контроля качества и ведения дел по обслуживанию клиентов. Такая организация труда особенно эффективна в условиях многономенклатурного производства и в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к оперативности и качеству функционирования производства.

Недостаточная оснащенность конструкторских и технологических подразделений современными САПР приводит к неполной проработке конструктивных и технологических решений, к материальным и временным потерям на стадии изготовления и во время эксплуатации.

Одна из важнейших задач современных САПР — избавить инженера от рутинной работы, предоставить ему возможность заниматься творческими процессами. Сейчас заводы используют большую номенклатуру САПР: от небольших графических программ до мощных специализированных пакетов. Их стоимость колеблется от ста до нескольких десятков тысяч долларов за одно рабочее место. В зависимости от возможностей, а соответственно и стоимости, современные САПР можно условно разбить на три уровня: нижний, средний и высший. Деление на уровни в специальной литературе производят либо по их возможностям, либо по стоимости, например: до 1000 долл., от 1000 до 10 000 долл., свыше 10 000 долл.

При разделении по возможностям предполагается, что системы нижнего уровня (например, AutoCAD, VersaCAD, CADKEY) обеспечивают выполнение чертежных работ.[4]

Системы среднего уровня (например, Т-FLEX CAD, Solid Edge) сокращают сроки выпуска документации и время разработки проектов за счет автоматизации выпуска конструкторской и технологической документации, программирования 2,5-координатной обработки заготовок на станках с ЧПУ. Эти системы позволяют создать объемную модель изделия, по которой определяются инерционно-массовые, прочностные и иные характеристики, контролируется взаимное расположение деталей, моделируются все виды ЧПУ-обработки, отрабатывается внешний вид по фотореалистичным изображениям, выпускается документация. Кроме того, обеспечивается управление проектами на базе электронного документооборота. Экономический эффект состоит в многократном повышении производительности труда при резком сокращении ошибок и соответственно в улучшении качества изделий.[4]

Системы высшего уровня (EDS Unigraphics, Pro/Engineer, CATIA или CADDS) обеспечивают интеграцию всего цикла создания изделия от проектирования, подготовки к производству до изготовления. Они позволяют конструировать детали с учетом особенностей материала (пластмасса, металлический лист), проводить динамический анализ сборки с имитацией сборочных приспособлений и инструмента, проектировать оснастку с моделированием процессов изготовления (штамповки, литья, гибки), что исключает брак в оснастке и делает ненужным изготовление натурных макетов, то есть значительно уменьшаются затраты и время на подготовку к производству изделия. Программы математического анализа таких САПР могут включать прочностной, кинематический и динамический анализ. Моделирование механообработки позволяет оценить качество деталей с точки зрения их деформации. Экономический эффект подобных систем зависит от размера зарплаты конструктора или технолога и навыков использования САПР.[4]

Значительная часть современных САПР состоит из нескольких модулей: сборки, механообработки, управления инженерными данными и т.п. Их объединяет общая методология и инструментальные средства. Высокая степень интеграции модулей конструирования и технологической подготовки производства обеспечивает преобразование графической информации об объекте в табличную, используемую при технологическом проектировании. Геометрические объекты, имеющие математическое описание, аппроксимируются с заданной точностью кривыми и поверхностями.

Модульная архитектура САПР облегчает расширение системы и адаптирование ее в соответствии с требованиями пользователя, позволяет приобретать только необходимые компоненты. Многие САПР снабжены контекстно-зависимыми справочниками и собственными базами данных или предлагают интерфейс с существующими базами данных. Использование языков программирования позволяет вам создавать собственные специализированные приложения.

В настоящее время на предприятиях машиностроения повсеместно используются системы автоматизированного проектирования (САПР) различных типов. За многолетнюю историю использования они доказали свою эффективность и экономическую целесообразность. Однако, большинство производителей систем так и не могут дать четкого и однозначного ответа, об экономическом эффекте покупки их программного обеспечения.

При выборе той или иной системы трудно однозначно понять, какое решение будет наиболее подходящим для организации и зачем вообще необходимо внедрение САПР? Для ответа на эти вопросы нужно, прежде всего, определить факторы, за счет которых достигается экономическая эффективность внедрения и использования системы, а также обратиться к мировому опыту использования САПР.

Функционал САПР, который используется автомобилестроительными предприятиями для достижения вышеописанных эффектов, можно разбить на следующие основные области:

Разработка концепции проекта в цифровом формате.

Создание, оптимизация и утверждение проектов.

Проектирование электрических и механических деталей.

Управление данными о продукте.

Визуализация решений по продукту, обзоров, продаж и маркетинга.

Следует отметить, что функционал управления данными о продукте относится больше к PDM/PLM решениям, однако системы автоматизированного проектирования являются их неотъемлемой частью.

Исследования показали, что лучшие в своем классе компании, используя САПР, имеют возможность создавать меньше прототипов, потому что они оценивают форму, подгонку и функциональность продукта в цифровом формате, а не на физической модели. Использование цифрового прототипа позволяет обнаруживать проблемы на более ранней стадии - в процессе проектирования. То же самое можно сказать о снижении количества технических изменений. С использованием САПР требуется вносить меньше технических изменений, потому что проблемы можно найти и исправить в процессе разработки продукта. В результате, компании-лидеры экономят время и средства, создавая меньше физических прототипов и снижая количество изменений.

Лучшие в своем классе компании разрабатывают проектное решение в цифровом формате, используя 3D-модель поверхностей. Девяносто пять процентов (95%) компаний-лидеров начинают работу с моделирования эстетических аспектов продукта, создавая очень точные модели поверхностей с применением параметрического моделирования. Кроме того, лучшие компании на 13% чаще, в отличие от компаний со средним показателем по отрасли, оценивают внешний вид и физические качества продукта с эстетической точки зрения на реалистичной цифровой модели.

Когда дело касается применения виртуальных моделей в проектировании, компании-лидеры используют преимущества новейших методов оценки формы, подгонки и функциональности. Так как геометрические пропорции отображаются очень точно, производитель может проверить наличие нестыковок, предупреждая возникновение технических изменений на этапах тестирования и производства. Фактически 90% лучших в своем классе компаний выявляют нестыковки при статичных и динамических симуляциях.

Лучшие в своем классе компании также чаще склонны применять приложения симуляции и анализа для оценки рабочих характеристик продукта. Они чаще проводят симуляции на более ранних стадиях разработки продукта. Благодаря этому производители могут избежать отказов в работе на стадиях тестирования или производства, которые могут вызвать дорогостоящие изменения. Использование подхода создания цифровых прототипов позволяет компаниям-лидерам тестировать целый комплекс рабочих характеристик продукта в цифровом формате.

Лучшие в своем классе компании, используя САПР, полагаются на согласованный процесс параллельного проектирования механических, электрических и программных компонентов продукта. Фактически 85% лучших в своем классе компаний работают именно таким образом, поэтому они на 35% более перспективны, чем компании со средним результатами. Параллельное проектирование разных деталей позволяет экономить время на протяжении всего процесса разработки. Компании-лидеры также обладают инструментами, необходимыми для поддержания этого процесса и обеспечения информированности о состоянии разработок других отделов (PDM/PLM системы). Кроме того, они применяют инструменты, повышающие эффективность работы, например, автоматический перенос 2D-схемы расположения проводов в 3D CAD модели. Они используют подобные инструменты на 27% чаще, чем компании со средними показателями, что позволяет не только экономить время и средства за счет того, что оптимальную схему можно определить уже на цифровой модели, но также снижать вероятность ошибок при переносе информации со схемы.

Технические изменения могут иметь огромные последствия для проекта, особенно, если в работу вовлечены разные отделы. Лучшие в своем классе компании внедряют систему автоматических уведомлений о необходимых изменениях на 51% чаще компаний со средними результатами и в 2,8 раза чаще компаний с показателями ниже средних. Кроме того, компании-лидеры постоянно работают над улучшением процесса обмена информацией между отделами. Для координирования работы разных отделов такие компании проводят регулярную оценку проекта в течение всего периода проектирования, а также при сборке различных компонентов системы. Сообщая друг другу новую информацию, сотрудники различных отделов становятся более информированы о проекте в целом, а это значит, что у них появляется больше возможностей выявить и решить потенциальные проблемы сразу при их возникновении. В конечном итоге, так разные отделы смогут осознавать, насколько различные составляющие проекта могут влиять на работу друг друга.

Помимо прочего, лучшие в своем классе компании склонны внедрять систему централизованного доступа к статусу решений по необходимым изменениям в 2,6 раз чаще компаний с показателями ниже среднего. Это не только помогает принимать решения, но и делает решения более эффективными и понятными для всех заинтересованных лиц. Такие компании также организуют централизованный доступ к истории выполненных изменений, усиливая тем самым ответственность сотрудников за принимаемые решения.

Наиболее эффективные производители также применяют технологии визуализации моделей, если хотят убедиться в том, что продукт отвечает требованиям клиента. Благодаря использованию САПР теперь появилась возможность снабжать современными функциями визуализации инструменты, используемые отделами продаж и маркетинга, а не только инженерами и разработчиками. На фотореалистичных изображениях клиенты видят продукт таким, каким он будет в реальности, что помогает им представить себе продукт при целевом использовании. Еще одно преимущество состоит в том, что производители могут разместить проектные данные в 3D-формате на своих веб-сайтах для того, чтобы потенциальные покупатели могли выбрать и задать параметры продукта в соответствии с их собственными спецификациями. Вы предоставляете клиенту на оценку практически «осязаемый» продукт: клиент может оценить, насколько он отвечает его нуждам, и, в результате, вы сразу получаете обратную реакцию, благодаря чему торговый цикл становится еще короче. Компании-лидеры в 2,1 раза чаще, чем компании с показателем ниже среднего, узнают мнение клиента о продукте до того, как создают физический прототип.

Применение САПР в условиях отечественного автопрома

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Перечислим еще несколько предприятий автомобильной отрасли, внедривших у себя комплексные решения автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства: Ликинский автобусный завод (Московская обл., г. Ликино-Дулево), ОАО Ярославский завод дизельной аппаратуры (г. Ярославль), ОАО «ОСВАР» (Владимирская обл., г. Вязники), Завод «Автоштамп» (Украина, г. Александрия).

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

Такой комплекс систем должен иметь в своем составе следующие компоненты:

ядро — система управления инженерными данными (PDM — Product Data Management), содержащая всю информацию об изделиях, обеспечивающая прозрачный информационный обмен документацией,

набор единых баз данных (справочников), к которым обращаются остальные компоненты комплекса,

системы автоматизации конструкторской подготовки производства (CAD — Computer Aided Design),

системы автоматизации технологической подготовки производства, инженерные расчетные пакеты, системы подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и т. д. (CAM/CAE — Computer Aided Manufacturing/Engineering).

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

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

Заключение

Процессы автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства, создание единого информационного пространства на предприятии — эти вопросы приобретают все большую актуальность на современном этапе развития машиностроительной отрасли. Автомобилестроение идет в авангарде этого процесса.

Выбор средств автоматизации четко вписывается в общую стратегию предприятий — постоянное развитие бизнеса — и необходимость выбора передовых средств автоматизации, в том числе САПР, полностью отвечает этому требованию. При этом важно было наладить процесс обмена конструкторско-технологической документацией в рамках общей структуры международной компании.

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

Такой комплекс систем должен иметь в своем составе следующие компоненты:

ядро — система управления инженерными данными (PDM — Product Data Management), содержащая всю информацию об изделиях, обеспечивающая прозрачный информационный обмен документацией,

набор единых баз данных (справочников), к которым обращаются остальные компоненты комплекса,

системы автоматизации конструкторской подготовки производства (CAD — Computer Aided Design),

системы автоматизации технологической подготовки производства, инженерные расчетные пакеты, системы подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и т. д. (CAM/CAE — Computer Aided Manufacturing/Engineering).

Список литературы

Абросимов, С.Н. Основы компьютерной графики САПР изделий машиностроения (MCAD): учебное пособие / С.Н. Абросимов; Балт. гос. техн. ун-т. – СПб., 2014. – 206 с.

Муленко В.В., Компьютерные технологии и автоматизированные системы в машиностроении. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.gubkin.ru/faculty/mechanical_engineering/chairs_and_departments/machines_and_equipment/automation_of_designing/osnovi_avtom_proekt.pdf

Петров А.П., Основы САПР в автомобилестроении. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://dspace.kgsu.ru/xmlui/bitstream/handle/123456789/3289/19_Петров-АП_2001_УП.pdf?sequence=1&isallowed=y

Шестопалов К.К., Новиков А.Н., Основы автоматизированного проектирования. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.lib.madi.ru/fel/fel1/fel17E451.pdf

Код для цитирования: Скопировать