Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Dassault systemes

От забоя до перегрузочного пункта. Пример интеграции GEOVIA Surpac и автоматизированной системы диспетчеризации ГТК

29.06.2020 12:20:00 | Автор: admin
image
Что добывают предприятия? Золото, железную руду, уголь, алмазы? Нет!
Каждое предприятие добывает деньги. Это и есть цель каждого предприятия. Если добытая тонна золота или железной руды не принесет вам доход или, хуже того, ваши затраты будут выше, чем прибыль от реализации продукции, какая ценность этой руды для предприятия?
Каждая тонна руды должна приносить максимальный доход или нести минимальные издержки в условиях безопасного производства и соблюдении технологии добычи. Т.е. распределение движения горной массы во времени должно приводить предприятие к цели. Для того чтобы достичь цели, необходимо создать хороший план, который будет моделировать производственный процесс с максимальным достижением объемно-качественных показателей. Каждый план необходимо обеспечивать верными, точными и актуальными данными. Особенно, если речь идет о краткосрочном или оперативном планировании.

Какие данные обеспечивают планирование горных работ? Это маркшейдерская и геологическая информация, данные проектирования и производственно-техническая информация (например, из ERP систем).
image

Все эти процессы несут в себе огромное количество графической, цифровой и текстовой информации, такой как облако точек лазерного сканирования, маркшейдерская база данных, оперативная съемка забоев, геологическая блочная модель, данные опробования скважин БВР, изменение контактов во взорванной горной массе, производственные показатели и их изменения, изменение динамики работы оборудования и т.д. Поток данных постоянен и бесконечен. И большая часть информации зависит друг от друга. Нужно не забывать, что все эти данные это первоисточник, информация, с которой начинается создание плана.
Поэтому для создания оптимального плана необходимо уметь получать максимально точный данные. Корректность исходной информации в геометрической прогрессии влияет на конечную цель.
image

Если один из источников несет в себе данные с заниженной точностью или неверной информацией, то вся цепочка процессов будет ошибочной и отдаляющей от цели. Поэтому необходимо обладать ресурсами, которые позволяют качественно подготавливать данные и работать с ними.
image

Если говорить о краткосрочном планировании, то важно, чтобы эти данные были не только точными, но еще и актуальными. Необходимо иметь возможность получать информацию в любой момент времени, чтобы реагировать на изменения и оперативно редактировать сценарий производства. Соответственно, нужны такие системы и оборудование, которые позволят повысить эффективность процессов по получению и обработке информации. Лидарные сканеры позволяют оперативно получать данные с высокой точностью, технологии опробования горной массы дают картину положения рудного тела в массиве, системы позиционирования отслеживают положение и состояние оборудования в реальном времени, а системы проектирования и планирования GEOVIA Surpac и GEOVIA MineSched являются инструментами для создания проектов и сценариев развития горных работ. Для максимально быстрого достижения цели системы должны быть связаны в единую продуктивную цепочку. Представьте: вы получаете данные из разных систем и источников, но они доступны вам только по запросу, к тому же эти данные передает вам специалист, который в любой момент может изменить содержимое. Это ведет не только к снижению скорости получения данных, но и к потере точности или достоверности на одном из этапов передачи данных. Поэтому данные должны быть централизованными, храниться на одной платформе, в одной цифровой экосистеме и быть доступными в любой момент времени. Кроме того, важно обеспечить совместную работу всех подразделений, версионность, целостность и безопасность данных. С этой задачей справляется платформа 3DEXPEREINCE.

Информация, полученная из различных источников электронных систем, систем ГГИС (GEOVIA Surpac), ERP-систем, систем автоматизированного планирования горных работ (GEOVIA MineSched), систем управления горными работами (например, ВИСТ Групп) имеет разный формат данных.
Здесь встает вопрос об интеграции систем. Зачастую все решения в цепочке горного планирования и проектирования могут быть в большей или меньшей степени интегрированы между собой.
Но интенсивность потока данных, количество их типов, и изменчивость таковы, что человек не способен в относительно быстрое время произвести конвертацию из одной системы в другую. Будь то геолог или инженер по планированию, специалист должен тратить время не на импорт и экспорт файлов из одной системы в другую, он должен создавать ценность и двигать предприятие к цели. Поэтому процесс интеграции важно автоматизировать, настроить таким образом, чтобы количество манипуляций по обработке данных сводилось к минимуму.

Без автоматизации процесс выглядит примерно так. После проведения съемки маркшейдер подключает сканер к ПК, извлекает файл съемки, переводит данные в соответствующий формат, открывает файл в системе ГГИС, создает поверхность, производит необходимые манипуляции по подсчету объемов и формирования отчетности, сохраняет новую версию файла поверхности на сетевом ресурсе. Для обновления блочной модели он находит обновленный файл съемки, загружает его и соответствующую блочную модель, применяет файл съемки в качестве нового ограничителя, производит манипуляции по расчету объемно-качественных показателей и формированию отчетности.
При наличии оперативных данных, например, из систем диспетчеризации, геолог выгружает данные из такой системы, производит импорт координат в ГГИС, формирует новый файл ограничителей. При наличии на сетевом ресурсе актуальных данных опробования из лаборатории, пробирается к ним через вереницу папок и подгружает их, обновляет блочную модель, создает справки, сохраняет рабочие файлы, конвертирует данные в необходимый для системы диспетчеризации формат и загружает их в эту систему. Важно не забыть про создание архивной копии всех файлов.

Автоматизированный процесс обработки и интеграции данных при маркшейдерском и геологическом обеспечении горных работ с использованием GEOVIA Surpac выглядит следующим образом. Съемка готова, маркшейдер подключает прибор к ПК, открывает GEOVIA Surpac, запускает функцию импорта и обработки данных съемки, выбирает из списка, что необходимо получить в результате.
Система формирует графические и табличные данные, обновляет на сетевом ресурсе рабочий файл и сохраняет предыдущую версию файла. Геолог запускает функции обновления блочной модели по актуальным маркшейдерским данным и/или данным систем диспетчеризации.
Все данные подгружаются с сетевого ресурса/платформы, макрокоманда конвертирует и импортирует необходимые данные, геологу необходимо только выбрать соответствующие настройки. После проверки при помощи соответствующих функций результат сохраняется и экспортируется в другие системы.
image

Такой процесс реализован в маркшейдерской и геологической службах на Качканарском ГОКе компании ЕВРАЗ.

ЕВРАЗ КГОК входит в пятерку крупнейших в России горнорудных предприятий. Комбинат расположен в 140 км от ЕВРАЗ НТМК, в Свердловской области. ЕВРАЗ КГОК разрабатывает Гусевогорское месторождение титаномагнетитовых железных руд, содержащих примеси ванадия. Содержание ванадия позволяет выплавлять высокопрочные легированные сорта стали. Производственная мощность комбината составляет порядка 55 млн тонн железной руды в год. Основным потребителем продукции ЕВРАЗ КГОКа является ЕВРАЗ НТМК.

В настоящее время ЕВРАЗ КГОК добывает руду из четырех карьеров с дальнейшей ее переработкой в цехах дробления, обогащения, агломерации и окускования. Конечный продукт (агломерат и окатыши) загружается в железнодорожные вагоны и отправляется потребителям, в том числе за рубеж.

В 2018 году на ЕВРАЗ КГОКе добыто более 58,5 млн тонн руды, произведено 3,5 млн тонн агломерата, 6,5 млн тонн окатышей, около 2,5 млн тонн щебня.

Добыча руды производится в четырех карьерах: Главном, Западном, Северном, а также карьере Южная залежь. С нижних горизонтов руда доставляется БелАЗами, на дробильную фабрику горная масса перевозится железнодорожным транспортом. В карьерах используются мощные 130-тонные самосвалы, современные локомотивы НП-1, экскаваторы с объемом ковша 12 кубических метров.

Среднее содержание железа в руде составляет 15,6 %, содержание ванадия 0, 13 %.

Технология добычи железной руды на ЕВРАЗ КГОКе следующая: бурение взрывание экскавация транспортировка к месту переработки и вскрыши в отвалы. (Источник )

В 2019 году на Качканарском ГОКе была внедрена автоматизированная система диспетчеризации ВИСТ Групп. Внедрение данного решения позволило увеличить производственный контроль работы горнотранспортного оборудования, движения руды от забоев до перегрузочных пунктов, а также оперативно получать данные по объемно-качественным показателям в забоях и на перегрузочных пунктах. Была произведена двусторонняя интеграция систем АСД ВИСТ и GEOVIA Surpac, что позволило использовать получаемые данные (положение оборудования, степень отработки забоя, баланс горной массы на перегрузочных пунктов, распределение качества на перегрузочных пунктах и т.п.) для оперативного планирования и проектирования горных работ, а также контролировать производственный процесс на уровне линейного руководителя и машиниста экскаватора.
image

Благодаря разработкам ведущего геолога С.М. Некрасова и главного маркшейдера А.В. Безденежных, специалистами маркшейдерского и геологического отделов с использованием инструментов GEOVA Surpac было автоматизировано большинство процессов по обработке данных маркшейдерской съемки, проектирования, создания печатной документации, создания геологических блочных моделей, обновления геологической и маркшейдерской информации на сетевом ресурсе. Теперь специалистам не нужно выполнять повторяющиеся процессы ежедневно, будь то выгрузка/загрузка съемки с прибора/на прибор, поиск нужных данных для повседневной работы в огромном множестве папок. Макрокоманды GEOVIA Surpac делают это за них. Важно отметить, что эти данные доступны для всех причастных специалистов разных отделов. Например, чтобы открыть последнюю съемку карьера, обновленную блочную модель, блок БВР, коммуникации и т.п., специалисту по планированию не нужно искать это в большом числе маркшейдерских и геологических файлов. Все, что ему требуется для этого открыть в GEOVA Surpac соответствующее меню и выбрать данные, которые нужно загрузить в рабочее окно.
image

Инструменты автоматизации позволили легко произвести интеграцию GEOVIA Surpac и АСД ВИСТ Групп и сделать этот процесс максимально простым и быстрым.

Выбрав соответствующее меню в панели GEOVIA Surpac, геолог получает из АСД ВИСТ оперативные данные по отработке блока или данные на определенную дату и время. Эти данные используются для анализа текущей ситуации и обновления блочной модели.

image

После обновления блочной модели и контактов руда/вскрыша в GEOVIA Surpac геолог нажатием одной кнопки загружает эту информацию в систему АСД ВИСТ, после чего данные доступны для всех пользователей в обеих системах.

image

image

Благодаря объединению возможности инструментария позиционирования горнотранспортного оборудования в системе АСД ВИСТ Групп и инструментов GEOVIA Surpac были настроены процессы контроля движения горной массы от забоя до перегрузочного пункта, размещения горной массы в секторах перегрузочных пунктов, контроля баланса прихода/ухода горной массы по секторам и ведения мобильных остатков за период оперативного заполнения.
Для этого в GEOVIA Surpac были созданы блочные модели перегрузочных пунктов и разработана методика по их заполнению. По желанию геолога, процесс внесения в блочную модель (БМ) горной массы на виртуальный перегрузочный пункт, как и отгрузку с него, можно осуществлять как целиком за прошедший период, так и в оперативном режиме. Поставив на заполнение БМ с указанием времени окончания, макропрограмма сама производит запрос (через определенный интервал времени) на извлечение данных по экскаваторам, производящих черпание, а также извлекает информацию по движению и выгрузке автотранспорта на перегрузочный пункт.
Таким образом, по окончании работы макропрограммы формируется текущая информация по состоянию склада, наличию на данный период времени горной массы в трехмерном графическом виде и сводная таблица результатов оперативного изменения. Это позволило оперативно отслеживать движение руды, баланс и распределение горной массы на секторах перегрузочных пунктов, а также представлять графически эту информацию в обеих системах и обеспечить быстрый, свободный и безопасный доступ к информации для всех сотрудников. В частности, по словам ведущего геолога С.Н. Некрасова, такой процесс позволил повысить точность планирования отгрузки по качеству с перегрузочных пунктов на железнодорожный транспорт.
Также он отмечает, что если раньше можно было лишь предполагать, что было привезено на перегрузочные пункты и представлять только среднее значение качества по секторам, то сегодня известны показатели на каждом отдельно взятом участке сектора.

image

image

Для быстрого анализа всех секторов перегрузочных пунктов и формирования табличного отчета в GEOVIA Surpac была написана макрокоманда, которая выводит на экран и сохраняет в указанном формате графическую информацию. При этом нет необходимости открывать блочную модель каждого сектора, применять ограничители, раскрашивать блочную модель по атрибутам, вручную формировать табличную отчетность. Все это делается нажатием одной кнопки.

image

Подробнее о процессе и результатах интеграции, проведенной на Качканарском ГОКе, вы можете узнать из записи веб-семинара Новый подход к автоматизации планирования, ведения буровзрывных работ и управлению качеством на предприятии по ссылке

Получение необходимых актуальных данных в любой момент времени, легкий и быстрый доступ к актуальной информации, владение инструментами, которые позволяют обмениваться и управлять этими данными в различных системах и взаимодействовать с агрегатами открывает путь к все большим возможностям создания цифрового двойника вашего предприятия, что позволяет создавать более реалистичные сценарии вашего плана горных работ и быстро реагировать на возникающие изменение в ходе производства.

Подписывайтесь на новости Dassault Systmes и всегда будьте в курсе инноваций и современных технологий.

Dassault Systmes официальная страница

Facebook
Vkontakte
Linkedin
3DS Blog WordPress
3DS Blog on Render
3DS Blog on Habr
Подробнее..

Как трансформировать предприятие с помощью собственной методики и интеграционной платформы

14.12.2020 10:07:17 | Автор: admin
image
Во все времена для предприятия, разрабатывающего и производящего технически сложные изделия, необходимо было организовать в равной степени и инженерные, и управленческие процессы, на всём жизненном цикле изделия. Без должной организации таких процессов невозможно вывести изделие на рынок в разумные сроки и с разумной себестоимостью.

В современных условиях предприятия активно используют преимущества цифровизации своих процессов для создания конкурентных преимуществ на рынке, ведь именно виртуальная среда прощает множество ошибок, позволяет многократно на них учиться и исправлять их без существенных затрат. А такие затраты непременно потребуются тем, кто не использует цифру подобные ошибки таким предприятиям придётся исправлять уже в натурной среде, затрачивая на порядок-другой больше времени и средств.

Таким образом, сегодня современное предприятие сталкивается с необходимостью цифровизации самых разных аспектов своей деятельности: процессов проектирования и производства, процессов управления отношениями с поставщиками и работы с рынком, как и многих других своих процессов как с технической, так и с административной стороны.

Для чего нужна платформа?


За долгие годы своего развития Dassault Systemes приобрела немало инновационных технологий. Они охватывают цифровое проектирование в самых разных областях, включая машиностроение, капитальное строительство, разработку новых материалов, как и многое другое. В настоящее время компания работает в 11 отраслях. Подход компании предусматривает моделирование реального мира и работу с такими моделями в виртуальной среде для поиска путей улучшения того самого мира в реальности.

Виртуальная среда позволяет расширять и улучшать реальную среду. И достижение более устойчивого будущего, и экологически безопасное, рассчитанное на долгосрочную перспективу социально-экономическое развитие возможны только за счет использования виртуальных миров. В виртуальной среде можно моделировать и оценивать поведение в условиях различных воздействий, прежде чем приступить к производству продукта. Более того: виртуальные миры помогают людям мыслить по-другому.

image

Dassault Systemes помогаем клиентам создавать и строить более устойчивый мир: комфортные для людей города, управлять ресурсами в долгосрочной перспективе, управлять глобальной экологией и личным здоровьем, организовать производство и продавать свою продукцию во всем мире, развивать обучение и проводить исследования.

В виртуальной среде можно увидеть, как потом будет себя вести реальный объект, обнаружить какие-то коллизии, нестыковки или нежелательное поведение этого объекта, внести необходимые изменения в модель. Такое изменение в конструкции на цифровом уровне обойдется на порядки дешевле. Но это далеко не главное преимущество цифровизации проектирования.

image

Всю работу по созданию изделия нужно должным образом организовать, а это сложный и многоэтапный процесс. Для организации работ по разработке изделия и подготовке производства используются принципы управления программами и проектами. Такое управление охватывает как вопросы управления составом и сроками проекта в условиях множества этапов и фаз, так и управление задачами и результатами и на уровне целых этапов проекта, и на уровне отдельных работ.

При проектировании, при изготовлении прототипов, при проведении виртуальных и натурных испытаний, как и в ходе управления всеми этими процессами порождается множество данных. И конечно, разобраться в таких массивах данных без помощи аналитических инструментов было бы невозможно. Такая потребность предопределила появление в портфолио Dassault Systemes поисковых механизмов и решений для аналитической работы с данными.
Некогда функционально независимые программные модули сегодня объединены Dassault Systemes на единой платформе 3DEXPERIENCE. Платформа интегрирует множество разнофункциональных модулей, обеспечивая единый интерфейс, единую авторизацию доступа, единые процессы и многое другое, но прежде всего, тут следует упомянуть единую модель данных.

Используемая платформой модель данных объединяет такие независимые сущности как архитектура и отдельные элементы изделия, деньги и сроки, испытания и требования, рабочие задания и исполнителей. Всем этим и многим другим управляет платформа, обеспечивая управление жизненным циклом отдельных элементов и изделия в целом, единые междисциплинарные процессы а главное, поддерживая логические связи между отдельными элементами в модели данных. Управляя такими связями, платформа снимает с сотрудников предприятия необходимость сопоставлять информацию из ранее разобщённых источников например, сроки с элементами конструкции, деньги с требованиями, сроки с результатами испытаний

Таким образом, платформа 3DEXPERIENCE позволяет переложить на вычислительные средства непроизводительную нагрузку и рутинные операции, и тем самым, высвободить время сотрудникам для поиска и принятия наилучших инженерных и управленческих решений. При этом под управлением платформы 3DEXPERIENCE специалисты разных дисциплин действуют в рамках единого проекта, единых процессов и стремятся к единой цели, к запланированному результату.

Однако, как нет одинаковых предприятий, так и не может быть универсального решения для цифровизации процессов их деятельности. Из всего многообразия возможностей, предоставляемых платформой 3DEXPERIENCE, необходимо собрать определённое практически уникальное сочетание, которое действительно необходимо отдельно взятому предприятию, именно в его условиях осуществления хозяйственной деятельности.

Благодаря интеграции функциональных модулей, на платформе 3DEXPERIENCE подобная задача решается подобно детскому конструктору. Т.е. при решении задачи цифровизации предприятия на платформе 3DEXPERIENCE в меньшей степени стоят вопросы технического характера, а в условиях широких технических возможностей на передний план выходят вопросы целесообразности, приоритетов и целей трансформации бизнеса. Для успешной цифровой трансформации бизнеса предприятий на платформе 3DEXPERIENCE в Dassault Systemes разработана соответствующая методика, вобравшая в себя многолетний опыт компании.

Методика трансформации


Методика цифровой трансформации бизнеса, используемая Dassault Systemes, объединяет в себе, с одной стороны, технологические решения и специалистов разного профиля, с другой стороны инструменты работы с архитектурой предприятия и последовательность мероприятий, выполнение которых, как показывает 40-летний опыт компании, приводит к достижению целей проектов трансформации.

Методика цифровой трансформации имеет фазированный характер. На каждой из фаз предусмотрены конкретные шаги, в ходе которых в должной степени рассматривается и существующее устройство, организация предприятия, и видение его руководства касательно направлений перспективного развития, и потребности технологического и процессного характера, и инициативы отдельных специалистов. Тем самым обеспечивается увязка систем координат и ценностей, к которым стремятся наверху с тем, что важно на местах. Причем делается это последовательно, начиная именно сверху, с целеполагания цифровой трансформации.

image
От бизнес-задач к технологиям. Dassault Systmes применяет подход к внедрению комплексных проектов цифровизации, направленный сверху вниз от целей и задач уровня компании, через оценку необходимых изменений на уровне процессов и компетенций к технологическим решениям, призванным обеспечить такие изменения.

Начинается все с понимания того, к чему стремится компания, как она планирует зарабатывать в существующих на рынке условиях. С этой целью по известной модели Business Model Canvas строится описание бизнеса предприятия. Модель позволяет описать все верхне-уровневые аспекты бизнеса любого предприятия в его текущем и перспективном состоянии, а также основные направления трансформации бизнеса: должны ли меняться продукты предприятия или целевые рынки, методы создания продукта или каналы сбыта, взаимоотношения с партнёрами или производственные ресурсы

На все эти вопросы отвечает составленная модель, что помогает определить наиболее актуальные направления для инвестиций в технологические решения, разработать стратегический план трансформационных проектов, проработать в нём отдельные проекты перспективного развития и перейти к их реализации. Переход непосредственно к реализации и достижение намеченных целей трансформации бизнеса и отличает данную методику от услуг традиционного бизнес-консалтинга.

image

Проработка перспективной бизнес-модели предприятия неотъемлемая часть Методики цифровой трансформации.

Большинство консалтинговых компаний обычно указывают направление трансформации и рекомендуют осуществлять такую трансформацию на основе отдельных технологий. На этом их работа в большинстве случаев заканчивается, реализацией предложенных изменений занимаются уже не они, и не они несут ответственность за результаты такой трансформации.
Слишком часто приходится наблюдать огромный разрыв между тем, что предложили консультанты, и тем, что потом можно будет реализовать в проекте внедрения.

По существу, между консультантами и внедренцами существует пропасть непонимания, и та же пропасть в итоге отделяет проект внедрения от целей, преследуемых трансформацией бизнеса.
Методика Dassault Systemes представляет собой сквозной процесс, объединяющий разных специалистов, компетенции, ценности, технологии и задачи на всех этапах трансформации от постановки целей до внедрения технологий.

Этапы трансформации


В методике Dassault Systemes каждая фаза внедрения неразрывно связана со всем процессом. Эта методика не заканчивается на обследовании и разработке проекта данный проект внедряется. Причем последний этап внедрение самый продолжительный и трудоёмкий. Этапы, предшествующие внедрению, как правило, проходят значительно быстрее. Если длительность последней фазы (внедрение цифровизации) обычно измеряется кварталами, то длительность технической проработки такой цифровизации (средние фазы на диаграмме) месяцами, а первая фаза (бизнес-обследование) вообще укладывается лишь в несколько недель.

Т.е. длительность первых трёх фаз несущественна по сравнению с фазой внедрения, но именно на первых фазах обеспечивается успех цифровой трансформации через правильное целеполагание и расстановку приоритетов, через скрупулёзную проработку и технического решения, и связанных процессов, и проекта внедрения.

На стыке этих этапов происходит защита результатов в таких точках заказчик выверяет и подтверждает, насколько ход проработки цифровой трансформации ему понятен и соответствует его целям. Не исключается и возможность внесения заказчиком определённых корректировок, поскольку изначально это совместная работа.

image

Этапы трансформации: от оценки потребностей до внедрения решения.
Фазы или этапы включают в себя следующее:
image

Результатом становятся обоснованные приоритеты в реализации проектов цифровизации, понимание ожидаемого эффекта, сбалансированный план цифровой трансформации и возврат инвестиций как результат достижения целей предприятия и его технологического развития.

Проводимое на начальном этапе анкетирование позволяет понять, каково видение перспективных для предприятия направлений, где уже достигнут необходимый уровень автоматизации, а на каких направлениях все ещё есть потенциал для развития. Другие инструменты, такие как интервью, требуют большего времени для обследования. Анкетирование же позволяет охватить более широкий круг сотрудников, узнать, что они думают о текущем положении дел на предприятии, как, по их мнению, все должно выглядеть, чтобы они могли выполнять свои задачи эффективно.

Анкета включает в себя несколько десятков вопросов с пятью возможными ответами на каждый, при этом каждый из пяти ответов имеет разный оценочный балл. Такой подход позволяет исключить субъективизм в оценках и применить методы статистики для анализа результатов анкетирования.

В то время, как анкетирование позволяет охватить больше сотрудников предприятия, всё же основным инструментом в бизнес-обследований является интервью. Интервью, как более затратный по времени инструмент, применяется точечно для взаимодействия с лицами, принимающими решения, обычно это директорат предприятия. Именно через интервью бизнес-консультанты Dassault Systmes получают картину того, как устроено предприятие, как и в каких условиях оно строит свой бизнес на рынке, как формирует конкурентоспособные предложения а главное, куда предприятие стремится в среднесрочной перспективе, и какие преобразования необходимы для реализации таких устремлений.

В результате картина бизнеса предприятия отражается аналитиками в ряде традиционных для бизнес-анализа отчётных форм, основной из которых, пожалуй, является диаграмма обоснования инвестиционных целей.

image
Диаграмма обоснования инвестиционных целей апогей бизнес-обследования.

Диаграмма, с одной стороны, отражает задачи, которые ставит перед собой предприятие в сложившихся условиях ведения деятельности от решения таких задач предприятие рассчитывает получить целевые результаты. С другой стороны, диаграмма отражает предлагаемые трансформационные изменения, которые станут возможными лишь через развитие предприятием определённых компетенций. Наконец, сегодня практически не существует компетенции без информационных технологий, так же находящих своё отражение на такой диаграмме.

Для целей последующего анализа все перечисленные сущности провязываются на диаграмме друг с другом множественными связями. Это известный инструмент в бизнес-консалтинге, однако, обычно такие диаграммы составляются вручную, что требует от аналитика удержания в уме огромного числа логических взаимосвязей и не позволяет анализировать модели, соответствующие по сложности задачам современного промышленного предприятия.

Dassault Systmes оцифровала процесс составления диаграмм обоснования инвестиционных целей в приложении, работающем на цифровой платформе 3DEXPERIENCE. Это позволяет сотрудникам Dassault Systmes строить и анализировать довольно объёмные модели, отражающие всю сложность задач, стоящих перед заказчиками при цифровой трансформации.
Результаты анализа инвестиционных целей выражаются в дорожной карте цифровизации процессов предприятия на основе цифровой платформы 3DEXPERIENCE.

В конце концов, по результатам бизнес-обследования формируется обоснование трансформационных инициатив и предлагается верхнеуровневый план их реализации в соответствии с приоритетами, обоснованными с точки зрения бизнеса предприятия.

Далее разрабатывается архитектура решения, которое должно отвечать принципам и целям трансформации, определённым бизнес-обследованием. Надо тут отметить, что архитектура решения прорабатывается в контексте архитектуры всего предприятия, что охватывает вопросы не только системной архитектуры, но и такие вопросы, как изменение процессов предприятия или, для примера, его функционально-ролевой структуры. Здесь же проводится оценка соответствия применяемых в архитектуре решений целевым процессам и приёмам работы, и как результат, определяется необходимый объём настроек и доработок программного обеспечения.

Следующий этап формирования проекта проводится на основе выработанной архитектуры проработка состава проекта, работа по кастомизации и доработки модулей, технико-экономическое обоснование. И подходы, и результаты первых трёх фаз методики вполне соответствуют, если это важно заказчику, результатам этапа технического проекта автоматизации, предусмотренного в серии стандартов ГОСТ34, определяющей внедрение автоматизации на предприятиях.

Опыт внедрения


Таким образом, на момент принятия решения о запуске проекта уже имеется очень хорошо проработанный проект с полным пониманием того, зачем он вообще реализуется, для чего нужен, какое решение ляжет в основу, и как минимизировать риски. Всё это есть в составе проекта. Тем самым снимаются управленческие и технические риски, с которыми предприятия нередко сталкиваются во время внедрения. Причем с самого начала учитываются экономические вопросы, отдача от инвестиций, можно оценить эффект внедрения. Используется и опыт внедрения на других площадках.

Специалисты Dassault Systmes работают по такой методике не только в России. У компании есть возможность привлекать зарубежных специалистов, у которых значительно больший опыт реализации ряда уникальных проектов. Поскольку вся компания следует единой методике, привлекаемый специалист четко знает, что от него требуется на том или ином этапе. Он легко включается в проект и выполняет свою работу.

image
В проектах цифровой трансформации бизнеса заказчиков Dassault Systmes использует традиционные подходы к архитектуре предприятия.

В подобных проектах на стороне заказчика участвуют бизнес-консультанты, архитекторы решений, системные архитекторы. Во взаимодействии эти специалисты на разных уровнях прорабатывают новую архитектуру предприятия, внедрение которой становится сущностью и целью проекта цифровой трансформации бизнеса.

Случается, что из желания сэкономить заказчики забывают о целях проекта, приобретают какой-то продукт по итогам тендера, упуская, что именно они бы хотели получить. Методика же ориентируется на то, что компания в итоге должна получить, учитывает видение верхов и то, как всё будет работать внизу.

В числе примеров подобных проектов, реализованных в России, управление процессом разработки изделия. Заказчику нужно было организовать такие процессы как управления конфигурациями изделия, управление изменениями, управление требованиями, управление испытаниями. Характерно, что программное обеспечение при этом вторично. Главное организация процесса.

И раз уж речь зашла про организацию процесса, то не лишним будет упомянуть, что в проектировании технически сложных и многосистемных изделий всё более широкое применение находит подход под названием MBSE (Model-Based System Engineering) системное проектирование на основе моделей. MBSE является формализованным применением моделирования для удовлетворения требований, проектирования, анализа, верификации и валидации модели на всех фазах жизненного цикла проектируемой системы. Процессы, предусмотренные MBSE-подходом, всецело обеспечиваются платформой 3DEXPERIENCE, и многочисленные заказчики Dassault Systemes уже широко применяют принципы и инструменты MBSE в своих проектах разработки техники.

Отдельного упоминания заслуживает ответвление от Методики цифровизации Dassault Systemes производственный консалтинг. Целью проведения такой работы является оценка цифровой зрелости системы управления производственным процессом с целью определения возможных мест для улучшений. Результатом становится предоставление верхнеуровневых рекомендаций по совершенствованию системы управления производством. Подобные рекомендации сопровождаются обоснованием с точки зрения возможной экономической отдачи от развития системы управления производственным процессом. Такой консалтинг проводится весьма оперативно в течение всего полутора дней. За это время консультанты Dassault Systemes проводят короткую серию интервью с ключевыми сотрудниками и инспекцию непосредственно на производственной площадке.

image
Заинтересованность заказчика во всесторонней проработке проекта ключ к успеху цифровой трансформации предприятия

Конечно же, все усилия Dassault Systemes в направлении должной проработки проектов цифровой трансформации ничтожны по сравнению с ролью самого предприятия, а скорее, его отдельных сотрудников в таком проекте. Прежде всего, опираясь на компетенции, понимание процессов и инициативы сотрудников предприятия, Dassault Systemes строит свою работу по бизнес-обоснованию и технической проработке трансформационных проектов. Тут важно, чтобы подобная деятельность велась не факультативно, а будучи полностью одобренной руководством предприятия, была поддержана необходимыми ресурсами и вниманием со стороны ключевых ответственных лиц предприятия. Для эффективного вовлечения ресурсов в такую работу, опять же, в Методике цифровой трансформации предусмотрена ролевая модель. Такая модель описывает роли, которые необходимо заполнить конкретными сотрудниками с обеих сторон и со стороны предприятия, и со стороны Dassault Systemes.

Подытоживая, можно смело утверждать, что с технической стороны вопроса нет никаких препятствий для осуществления цифровой трансформации предприятий на основе лучших мировых практик. Компания Dassault Systemes обладает и технологиями, объединёнными на цифровой платформе 3DEXPERIENCE, и методикой цифровой трансформации, и разнонаправленными специалистами, владеющими инструментами бизнес-анализа, архитектуры предприятий и управления проектами. Такой потенциал, помноженный на стремление руководства предприятия, через своего рода партнёрство Dassault Systemes и заказчика приводит проекты цифровизации на платформе 3DEXPERIENCE к успеху.

Узнайте больше о том, как компания DASSAULT SYSTEMES помогает создавать устойчивые инновации с помощью уникальной платформы 3DEXPERIENCE

Подписывайтесь на новости Dassault Systmes и всегда будьте в курсе инноваций и современных технологий.

Facebook
Vkontakte
Linkedin
3DS Blog WordPress
3DS Blog on Render
3DS Blog on Habr
Подробнее..

Системы управления производством и производственными операциями и современные вызовы

21.12.2020 18:22:45 | Автор: admin
image
В ближайшие годы перед промышленностью будут стоять несколько связанных между собой вызовов:

  1. Встраивание в глобальные цепочки поставок. Время крупных промышленных компаний, которые производят всё, начиная от винтика и заканчивая ракетой, уже закончилось. Ориентация на то, что получается лучше всего и способность предложить это рынку, гармонично встроить производственные мощности и компетенции в турбулентную рыночную среду.
  2. Повышение потребности в персонализированной продукции. Производство той продукции, которая сшита, собрана, подогнана под потребителя от цвета, до формы и запаха. Для этого нужно иметь возможность быстро производить продукты если не единично, то мелкосерийно и соответственно адаптировать производства. Фраза Генри Форда про автомобиль, который может быть любого цвета, если он чёрный, сейчас неактуальна.
  3. Снижение привлекательности производств для сотрудников и нехватка квалифицированного персонала. Производства инертны и пока не хотят подстраиваться под потребности новых поколений желание свободно распоряжаться своим временем, избегать иерархичных структур и нежелание слепо слушать руководителя. Люди предпочтут работать в кафе возле дома, иметь возможность взять выходной, когда им удобно. Им хочется быть частью чего-то, повышать уровень образования, иметь цель или участвовать в важной для них миссии компании, а не просто стоять у станка.
  4. Социальный запрос на экологичное и рациональное, социально-ориентированное производство. Такие компании выпускают продукцию, принимая во внимание текущие и будущие потребности потребителей, потребности будущих поколений, ставит во главу человека и отношения между людьми, а не отношение к человеку как к ресурсу. Компании, которые не думают о клиентах, сотрудниках и той среде, в которой они существуют, рискуют потерять и первых и вторых, оставив среду тем, кто готов в неё гармонично вписаться.

Решать данные задачи нужно в совокупности. При этом необходимо также сокращение издержек, прямого и косвенного труда, накладных расходов, расширение номенклатуры продукции или её кастомизация при сокращении времени вывода на рынок, умение управлять потоками продуктов и информации при постоянно повышающемся уровне качества.

Управление в контексте ценности


На производстве управление потоками информации и ресурсов, происходит в многофакторной среде, в подразделениях производства, планирования, отделах инженеров-технологов, технического обслуживания и ремонта, внутренней логистики, качества и др. Все процессы необходимо увязать так, чтобы продукция производилась в срок и с требуемым уровнем качества. При этом нужно учитывать все параметры оборудования, сырья, компонентов, окружающей среды, а на управленческом уровне иметь представление о состоянии производства и производственных процессов, объективной оценки их возможностей, себестоимости продукции, возможных улучшениях для принятия решений. Для этого служат системы управления производством.

На функционирующем производстве уже есть система управления производством. Может на основе бумажного документооборота и межличностных отношений. Такие системы имеют право на существование. Они даже могут быть результативными. Конечно, в зависимости от масштабов предприятия. Тем не менее, с повышением требований к продукции, процессам, прослеживаемости и генеалогии изделий, с увеличением номенклатуры продукции, к которой требования применяются, растёт объём информации, увеличивается сложность управления. Повышается и вероятность несоответствий различного рода.
image

Применение систем MES, обычно работающих в паре с решениями APS (системами производственного планирования и диспетчеризации/графикования), позволяют автоматизировать часть рутинной, но напряжённой работы, а также взять на себя задачи по сбору и предоставлению информации для разных уровней менеджмента предприятия. При этом они оставляют больше времени на работу, которая создаёт ценность для потребителя и компании
Важно понимание того, что такое ценность. В отсутствии понимания потребностей внутренних и внешних заказчиков эффективное управление предприятием невозможно. В концепции бережливого производства понятие ценности описывается четырьмя пунктами:

  1. Дать клиенту то, что он хочет. Т.е. продукт отвечает всем требованиям заказчика и/или в некоторой степени их предвосхищает.
  2. Дать клиенту продукт там, где он хочет. Т.е. продукт доступен или поставляется в место, удобное заказчику.
  3. Дать клиенту продукт тогда, когда это ему необходимо. Т.е. продукт поставляется в требуемый период времени, но не раньше и не позже.
  4. Дать клиенту продукт за те деньги, которые он готов за него платить. Т.е. все три вышеописанные задачи и связанные с производством процессы не формируют дополнительных издержек, которые влияют на стоимость.


Для заказчика продукт, соответствующий этим пунктам, является качественным, т.е. в должной степени соответствующим по всей совокупности присущих характеристик требованиям. Учитывая описанные выше вызовы проблемы и сложности, которые стоят перед современными производственными предприятиями, возникает вопрос: как ими управлять в таких условиях?

Для чего нужны системы MES?


Как любое коммерческое предприятие, производственный актив должен приносить прибыль. Поскольку производство создаёт продукт, востребованный потребителем, оно является основным источником генерации прибыли. Участвующие в производственном цикле процессы, по-разному влияют на себестоимость изделия. Чем эффективнее процессы, чем меньше потери из-за дефектов, простоев, исправлений, тем ниже себестоимость для производителя и выше его прибыль. Поэтому применение различных автоматизированных систем или установка нового оборудования всегда рассматривается в контексте сокращения издержек, связанных с неэффективностью существующих процессов и операций, а также влияния на производительность и на уровень качества.
image

Системы управления производством и производственными операциями (MES/MOM), такие как DELMIA Apriso, являются инструментом, требующим не только серьёзных финансовых инвестиций для приобретения и внедрения, но и глубокого детального анализа, а иногда и пересмотра существующих бизнес-процессов предприятия. Они должны не только гармонично встраиваться в существующую структуру предприятия, но и соответствовать ожиданиям: обеспечивать удобное управление, предоставлять актуальную и точную информацию для принятия решений, удовлетворять текущим и будущим требованиями производства и общества.
Поддержка уже выстроенных процессов позволяет сохранить комфортную рабочую среду, снизить эмоциональную нагрузку и стресс внутри команды. Учитывая комплексное влияние систем MES на предприятие, их внедрение не должно быть прихотью или погоней за трендом цифровизации. Они должны решать задачи, которые беспокоят как производственника, так и владельца производственного предприятия, помогать предприятию стать прибыльнее и непрерывно развиваться.

Гибкость предприятия


Доктор технических наук Х. Вайендал (H.-P.Wiendahl) выделял три типа гибкости предприятия как системы. Развивая их, можно успешно работать на современных турбулентных рынках, ориентированных на потребителя и его ценности:

  1. Оперативная гибкость, для реагирования на непредвиденные обстоятельства, задачи и проблемы. Охватывает уровень рабочих, оборудования, последовательности операций и объёма продукции, а также снабжение материалами. Позволяет устранять контролировать и сокращать издержки, связанные с браком, переделками, простоями оборудования и сотрудников, а также реагировать и быстро переключаться на уровне исполнения для производства различных заказов.
  2. Тактическая или среднесрочная гибкость обеспечивает наличие процессов, способных в период текущих задач поддерживать стабильность уровня качества и безопасности продукции, точности поставок и требуемого уровня затрат.
  3. Стратегическая гибкость, ориентированная на долгосрочный период способность предприятия реагировать на меняющийся рынок. В контексте стратегической гибкости рассматривается уже всё производство и его способность перестраиваться под потребности рынка.

Чтобы реализовать все три типа гибкости предприятия как системы, необходимо успешно соединять инструменты и методы в области менеджмента организации и современные цифровые решения для управления производственными процессами и операциями.

Цифровизация и бережливое производство


Одной из концепций управления является бережливое производство. Эта концепция доказала состоятельность и результативность применяемых методов на предприятиях в различных отраслях. Ориентированная на удовлетворение потребностей клиента в соответствии с ожидаемыми им ценностями, она позволяет сократить издержки, не связанные непосредственно с процессом производства продукции, устраняя известные виды потерь.
Помимо рутинного применения инструментов бережливого производства для решения возникающих проблем, его важными задачами являются организация потока создания ценности выстраивание процессов и операций в последовательности, соответствующей процессам работы над изделием, и совершенствование самих операций. Часто это требует пересмотра текущей планировки, перемещения оборудования, глубокого анализа операций для оценки реального вклада в создание ценности, что требует времени.
В случае изменения номенклатуры или конфигурации изделий может потребоваться новый виток подобных действий. И эти действия необходимо разумно оценить, чтобы не пришлось все переделывать.
image
Инструменты для цифрового производства от Dassault Systemes.


Для работы с такими задачами эффективно использовать решения из области цифровых производств (Digital Manufacturing). Они позволяют смоделировать в трёхмерной среде производственный процесс с размещением оборудования в цехах, проработать технологические маршруты, провести анализ операций обработки изделия. Такие функции реализует DELMIA Digital Manufacturing.
image

Для существующих производств это даёт возможность увидеть в динамике текущие потоки, обнаружить узкие места и до принятия решения о физических изменениях смоделировать новое состояние. Это позволяет оценить результативность планируемых изменений, провести оценку операций обработки, не вмешиваясь и не прерывая реальный физический процесс. Кроме того, можно смоделировать операции, требующие участие оператора и провести оценку не только затрачиваемого времени на создание ценности, но и эргономики операций для формирования комфортной рабочей среды.
Применение подобных инструментов для проектируемых производств позволит избежать ошибок и с первого раза запустить наиболее эффективный процесс с учётом помещения, оборудования, инструмента и ожидаемого уровня спроса.
При запуске в производство новых изделий, применение таких решений позволяет смоделировать в виртуальной среде будущий процесс, спланировав размещение нового оборудования, или оценить пригодность уже существующего, а также собираемость изделия.
Использование систем MES (таких как DELMAI Manufacturing & Operations) позволяет выстроить процесс взаимодействия как между инженерными и производственными подразделениями таким образом, чтобы минимизировать время, затрачиваемое на не создающую ценность работу, например, оповещение о несоответствии или получение инструкций в точке использования, учёт операций по контролю качества и операций между производственными подразделениями для своевременного пополнения уровня запасов на участках и их перемещения дальше по потоку.
Анализ данных, получаемых с оборудования, дает возможность встроить автоматические или ручные оповещения для сотрудников ТОиР, повысить эффективность использования оборудования и получать информацию о его состоянии, автоматически вычисляя показатели его эффективности. Также можно планировать перезаказ компонентов для обслуживания или инструментов в соответствии с заранее определёнными процессами, процессы технического обслуживания.
Таким образом, цифровые решения для автоматизации управления производственными процессами, включая процессы внутренней логистики, ТОиР и управления качеством, позволяют с минимальными издержками реализовать и поддерживать оперативную гибкость производства. Решения, позволяющие моделировать производства на уровне цеха или проводить оценку самих операций совместно с APS (DELMIA Ortems), обеспечивают тактическую гибкость. А использование подобных инструментов совместно с платформенными решениями (такими как 3DEXPERIENCE), позволяющими связать все команды, включая продажи и маркетинг, дает возможность в полной мере реализовать стратегическую гибкость.
image
Она необходима для быстрой разработки продукта требуемого рынку, анализа возможности его производства, оценки самого производства и постоянного развития продукта и компании на основании обратной связи от клиентов.

С чего начать


Внедрение систем подобного класса не должно быть прихотью в погоне за цифровизацией. Оно требует не только больших финансовых вложений, которые должны окупиться, но и анализа текущих процессов для понимания их возможностей, существующих компетенций и вероятных сложностей. Более того, требуется чёткая постановка задачи что должна решить цифровизация, какие показатели не достигаются, какие существуют проблемы и пр.
Поскольку решения не являются коробочными, а представляют собой достаточно большой набор разных по функциям, но взаимодействующих между собой приложений, самостоятельно оценить применимость, не зная весь спектр их функций, невозможно. Привлечение компетентных специалистов в области цифрового производства и производственного консалтинга позволит за короткий промежуток времени получить срез текущего состояния производства и увидеть вероятный путь развития.

Компания Dassault Systemes в качестве самого первого шага на пути к внедрению систем управления производством предлагает проводить короткое полуторадневное бесплатное бизнес-обследование производства DELMIA Maturity Assessment с ключевыми сотрудниками предприятия. Это позволит выявить существующие потребности, оценить цифровую зрелость процессов, определить точки роста и сформировать верхнеуровневую стратегию цифрового развития с ориентацией на задачи компании, а также планы дальнейшего возможного сотрудничества.

Хотите узнать больше? Переходите по ссылкам, прослушайте записи вебинаров!

РЕШЕНИЕ ПО ПЛАНИРОВАНИЮ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ: ОБЗОР ПОДХОДА И РЕАЛИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ DELMIA ORTEMS

ПЛАНИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА АВТОКОМПОНЕНТОВ В APS-СИСТЕМЕ DELMIA ORTEMS
Подробнее..

Планирование и оптимизация процессов переналадки

23.12.2020 12:19:27 | Автор: admin
Рыночная конкуренция заставляет постоянно расширять продуктовую линейку для максимального удовлетворения растущих и меняющихся потребностей клиентов, что влечет за собой увеличение гибкости вашего производства. Как же сократить время переналадки, то есть период времени между выходом одного продукта и получением другого годного продукта? С точки зрения философии бережливого производства данное время потеряно, так как в этот период не создается никакой ценности.
Существуют методики и инструменты для сокращения продолжительности переналадки оборудования без потери качества производства. Оптимизация процессов переналадки одна из важнейших задач краткосрочного планирования. Об этом и пойдет речь в данной статье.
image

Что такое переналадка, и для чего ее планировать?


Переналадка это процесс перехода станка от производства одного продукта или детали к производству другого путем замены пресс-форм, зажимных соединений и так далее. Соответственно, время переналадки это время, необходимое для перехода/замены от одного используемого инструмента или к другому между двумя операциями на одном станке.

image

С точки зрения планирования производства переналадка вынужденный простой оборудования, который влияет на общую производительность, поэтому создание производственного расписания с учетом оптимизации времени переналадок является одной из важнейших задач оперативного планирования. Она не менее важна, чем повышение эффективности использования оборудования.

Переналадка может означать, например, смену, инструмента, используемого в работе, по причине его износа или перехода на изделия нового типа. Она может осуществляться при изменении типа продукции, изготавливаемой на том или ином ресурсном центре, в соответствии с заложенными в системе правилами. Для каждого типа продукции требуется своё оборудование и оснастка это занимает определенное время.

С точки зрения планирования переналадка является дополнительным ограничением. Необходимо синхронизировать доступность и наличие оснастки с возможностью ее применения в определенный момент времени. Для производителей с большой номенклатурой изделий большой сложности оптимизация производственного расписания для минимизации времени переналадок становится очень непростой, а порой и просто нерешаемой задачей.

Например, при планировании 100 тысяч операций для 30-40 ресурсных центров на горизонте 6-8 месяцев суммарная продолжительность переналадок может достигать 20-25 рабочих дней. В решении подобных задач приходят на помощь системы класса APS (Advance Planning Scheduling). Одной из таких систем является DELMIA Ortems.

Каким образом и что можно учесть при планировании производственного расписания с применением APS-системы DELMIA Ortems?


Исходными данными для работы в системе планирования являются спецификация ресурсных центров, маршруты изделий, перечень заказов, рабочие календари и плановые простои, причем календари можно определять как для всего производства, так и для каждой отдельной единицы оборудования, что дает большую точность при создании расписания.
  • Первичные. Основные производственные фонды.
  • Вторичные. Это ресурсы, которые помогают выполнять операции, но обычно не являются ограничением для планирования. Например, пресс-форма, оснастка или реагент могут быть вторичным ресурсом. Но окончательное решение о том учитывать вторичные ресурсы как ограничения или нет, принимает плановик путем выбора опции в системе.
  • Производственный персонал. DELMIA Ortems позволяет учитывать персонал по квалификации (набором знаний и компетенций для выполнения операций), а также потребности в персонале (минимальное количество сотрудников, необходимое для выполнение операции). Потребность в персонале определяется как для каждой операции или группы операций, так и для каждой отдельной единицы или группы оборудования.


Пример диаграммы Ганта по оборудованию.


image
Потребность в персонале по квалификации.

В рамках описание маршрута производства в системе задается связь между определенной операцией и всеми ресурсами, которые должны быть задействованы для ее выполнения. Это позволяет правильно (с технологической точки зрения) распределить операции по ресурсным центрам по время создания или оптимизации производственного расписания.

Переналадка


Время переналадки в DELMIA Ortems может задаваться как фиксированное значение, то есть время, необходимое для смены инструментов между операциями, которое зависит только от операции, а не от используемых инструментов и оснастки или оборудования. В таком случае время переналадки устанавливается на уровне операции или как расчетное значение время, которое рассчитывается системой в зависимости от типа оснастки, параметров изготавливаемой продукции в соответствии с матрицей переналадок.

Расчетное время переналадок также применяется для так называемой циклической или принудительной переналадки. Значение цикличных переналадок определяется в зависимости от различных параметров, например, продолжительности работы, произведенному количеству изделий, количеству операций на станке, паузам между операциями.

Каждый параметр имеет свое время цикла, т.е. время, в течение которого этот параметр может применяться к последовательным операциям на конкретной машине, например, переналадка нужна каждые 12 часов. Возможность формирования, планирования и синхронизации циклических переналадок часто встречается в непрерывном или смешанном производствах и является основных задач ПДО, так как как это одна из немногих причин простоя оборудования.

DELMIA Ortems позволяет не только правильно учитывать в плане время начала и окончания переналадок, но и синхронизировать между собой процедуру циклических переналадок оборудования разного типа, что позволяет существенно снизить время простоя оборудования.

Причем необходимо учитывать и отображать в плане не только фактическое время переналадки, но и время опорожнения и наполнения. На картинке ниже, представлен пример того, как отображается опорожнение и наполнение оборудование типа бак/цистерна.
image
Пример учета в планировании времени опорожнения и наполнения резервуара.


image
Учет переналадок в плане. Одним цветом выделены операции с одинаковой оснасткой.

Производственные параметры


Как говорилось раннее, помимо изменения оснастки DELMIA Ortems позволяет учитывать изменения производственных параметров, таких как температура, цвет, толщина и прочих. Эти параметры могут быть как дискретными, так и не дискретными значениями.

Для чего они применяются? При создании плана DELMIA Ortems старается минимизировать переналадки за счет группирования операций с одинаковыми параметрами. Применение непрерывных параметров позволяет выстроить необходимый приоритет/порядок в рамках общей последовательности.

Пример расчета продолжительности переналадки
Есть две операции ОП1 и ОП2:
image
Каждая операция использует три параметра: цвет, температуру и толщину.
ОП 1 имеет параметры: КРАСНЙ, 10С, 2 мм
ОП 2 имеет параметры: СИНИЙ, 50С, 10 мм
ПН время переналадки
image

При изменении каждого параметра оборудование требует переналадки. Время переналадки может быть общим (т.е. одинаковым для любого значения параметра) или зависеть от значения самого параметра. В таком случае необходимо применять матрицу переналадок. В данном примере параметры ЦВЕТ и ТЕМПЕРАТУРА взаимодействуют при помощи матрицы. Соответственно, изменение значения любого из этих параметров влияет на продолжительность переналадки, в то время как значение параметра ТОЛЩИНА на нее не влияет.

Матрица переналадок для ЦВЕТА, в сотых часа (100=1 час):
image

Матрица переналадок для ТЕМЕРАТУР, в сотых часа (100=1 час):
image

Переналадка при изменении параметра ТОЛЩИНА постоянная и равна 5 сотых часа.
Расчет времени переналадки:
Первый случай: в режиме расчета используется максимум из всех имеющихся значений времени переналадки. В данном примере ПН это максимальное из трех значений времени переналадки, указанных ниже:
Переналадка (КРАСНЙ-СИНИЙ) из матрицы переналадки ЦВЕТА = 75 сотых часа
Переналадка (10С 50С) из матрицы переналадки ТЕМПЕРАТУРА =5 сотых часа
И постоянное время для переналадки по ТОЛЩИНЕ = 5 сотых часа.
Соответственно, ПН= 75 сотых часа.

Второй случай: в режиме расчета используется сумма всех значений времени переналадки.
Т.е. 75+5+5
Соответственно, ПН=85 сотых часа.

Весовой коэффициент


Весовой коэффициент это способ ограничить некоторые переналадки. В данном примере смена ЦВЕТА приводит к очень длительному времени переналадки, и поэтому ее следует избегать. Для этого увеличим вес параметра ЦВЕТ:
ЦВЕТ весовой коэффициент = 50
ТЕМПЕРАТУРА весовой коэффициент =5
ТОЛЩИНА весовой коэффициент =1
Посмотрим теперь, каким будет время переналадки с учетом разных типов расчета и весового коэффициента. При наличии весового коэффициента время переналадки будет следующим:
Переналадка (КРАСНЙ-СИНИЙ) из матрицы переналадки ЦВЕТА = 75 сотых часа* весовой коэффициент= 75*50= 3750 сотых часа.
Переналадка (10С 50С) из матрицы переналадки ТЕМПЕРАТУРА = 5 сотых часа* весовой коэффициент = 5*5=25 сотых часа.
И постоянное время для переналадки по ТОЛЩИНЕ = 5 сотых часа * весовой коэффициент=5*1=5 сотых часа.
Первый случай: время переналадки определяется как максимальное, соответственно ПН= 3750.
Второй случай: время переналадки является суммарным, соответственно, 3750+25+5 ПН= 3780 сотых часа.
Таким образом, весовой коэффициент искусственно увеличивает время переналадки. При этих значениях выбор последовательности операций, требующей множественных переналадок, противоречит оптимизации плана. Поэтому DELMIA Ortems пытается сгруппировать операции, когда это возможно.

О системе DELMIA Ortems


Delmia Ortems это решение компании Dassault Systmes в области оптимизации планирования и диспетчеризации производства. Данное решение успешно дополняет традиционные ERP, MES, LIMS, а также системы управления цепочками поставок (SCM). DELMIA Ortems может работать без привязки к ERP, так как все справочники есть в самом решении. DELMIA Ortems позволяет осуществлять многокритериальную оптимизация по множеству ограничений в одном цикле расчета
image
Решение DELMIA Ortems расширяет и дополняет возможности решений DELMIA в области планирования и диспетчеризации производственных операций. Таким образом пользователь получает возможность разрабатывать технологические процессы, управлять их реализацией на производстве, а также планировать и оптимизировать график производства, на базе единой референциальной модели данных.

Экономическая эффективность и преимущества использования DELMIA Ortems


Для бизнеса:
  • Сделать на имеющемся оборудовании больше продукции
  • Отгружать продукцию в срок
  • Не делать ненужного и не замораживать деньги в запасах

Для отдела продаж:
  • Информацию о статусе заказов клиентов (срок выпуска);
  • Информацию о планируемых отгрузках и объеме производства на разных горизонтах планирования (заказы + прогнозы);
  • Визуализацию процессов производства.

Для производства:
  • Быстрая реакция на срочные заказы, поломку линий, отсутствие сырья, решение о работе 3-ей смены и т.д.
  • Достоверные сменные задания (со штрих кодами).


Вот что заказчики говорят о результатах внедрения DELMIA Ortems:
  • снижение запасов полуфабрикатов на промежуточном складе до 40%;
  • сокращение времени ожидания заказа от попадания в план до отгрузки на 30%;
  • повышение пропускной способности и снижение производственных издержек;
  • соблюдение сроков выполнения заказов;
  • оптимизация загрузки оборудования;
  • Сбалансированные производственные потоки между цехами;
  • сокращение времени на планирование до 80%.


Функциональные возможности модулей DELMIA Ortems
DELMIA Ortems это модульный пакет программных решений для среднесрочного и оперативного планирования производства. DELMIA Ortems позволяет производителям оптимизировать обслуживание клиентов, способствовать развитию спрос-ориентированного производства, ускорить выпуск нового продукта на рынок и снизить эксплуатационные расходы.

Планирование загруженности производственных мощностей
DELMIA Ortems Manufacturing Planner это модуль среднесрочного планирования. Данный модуль объединяет в себе все ограничения, связанные с ресурсами и продуктом. Программное обеспечение Manufacturing Planner оптимизирует процессы S & OP и MPS для производителей, малых и средних предприятий, а также крупных корпораций с длительным циклом или сложными производственными циклами, использующими большое количество производственного оборудования.

DELMIA Ortems Manufacturing Planner предлагает различные виды анализа загрузки мощностей, что позволяет сразу же выявить узкие места в производстве по всем основным и вторичным ресурсам.
Настраиваемый механизм балансировки загрузки используется для оптимального распределения загруженности на протяжении времени и различных первичных и вторичных альтернативных ресурсов (например, управление ограниченной поверхностью рабочего цеха). Решения могут приниматься в отношении корректировок мощности, капитальных затрат и балансировки загруженности как по внутренним, так и субподрядным ресурсам.
Широкий спектр функциональных возможностей, доступный планировщикам, позволяет моделировать сценарии что, если для определения оптимального решения в случае возникновения нештатных ситуаций, проблем с мощностями или изменений в потребительском спросе.
image
Production Scheduler использует движок с 70 базовыми критериями для оптимизации последовательности производственных операций и планирования производственных ресурсов. Простой пользовательский интерфейс позволяет лучше предвидеть проблемы производства и изменение спроса.

Планирование потребности материалов (Synchronized Resource Planner)
DELMIA Ortems Synchronized Resource Planner обеспечивает своевременную синхронизацию спроса и производства во времени для производственной спецификации различной вложенности. Данный модуль позволяет оптимизировать ТМЗ и производственные мощности малых, средних и крупных предприятий с учетом ограничений производственных потоков для технологической спецификации с большой вложенностью.
image
DELMIA Ortems Synchronized Resource Planner: синхронизация потоков


Использование спецификаций с различным уровнем вложенности позволяет DELMIA Ortems SRP синхронизировать заказы на поставку и рабочие задания на всех этапах производства от сырья до полуфабрикатов и готовой продукции. Система устанавливает ограничения, связанные с поставками материалов и доступными материалами на складе, накладывая эти ограничения на производственный график. Далее создается прослеживаемая связь между материалами и заказами, в которых материалы задействуются и эти данные используются ядром оптимизации и планирования модулей DELMIA Ortems Production Scheduler или DELMIA Ortems Manufacturing Planner.Непосредственно перед созданием потребности в материалах Synchronized Resource Planner обрабатывает спрос клиентов, используя функциональность взаимозачета между прогнозами продаж и заказами клиентов, чтобы определить требования к объёму выпуска продукции предприятия.

DELMIA Ortems Synchronized Resource Planner (SRP) может обрабатывать потребность в комплектующих (разница прогноза и количества реальных заказов). В технологической спецификации готового продукта теперь могут быть включены другие готовые изделия. Это означает, что режим SRP позволяет Вам планировать производство комплектов, то есть готовых продуктов, которые полностью или частично состоят из других готовых изделий, возможно, включая и другие наборы. Функция соответствия потребности SRP также определяет количество готовой продукции, требуемой другими готовыми продуктами, и учитывает их при расчете общей потребности к потребляемой готовой продукции, тем самым гарантируя, что они покрыты, как и все другие потребности.

Задача DELMIA Ortems Production Scheduler детальное планирование и интегрированное управление ограничениями, связанными с продуктами и процессами, для различных ресурсов, таких как механизмы, инструменты и операторы. Это решение предоставляет возможности для краткосрочной оптимизации производственных потоков на основе заказов или на основе запасов, позволяя усовершенствовать производственные процессы и быстро реагировать на непредвиденные обстоятельства.

Что дает DELMIA Ortems Production Scheduler?

  • Уменьшение времени цикла и незавершенного производства.
  • Повышение уровня обслуживания клиентов и надежности сроков поставки.
  • Предвидение проблем в производстве и изменений спроса.
  • Быстрое создание графиков работ.
  • Легкая интеграция с другими системам планирования ресурсов предприятия.
  • Повышение маневренности даже при неожиданных событиях в цеху.
  • Оптимизация и совершенствование плана.
  • Максимальное использование ресурсов.
  • Минимальное время настройки.
  • Повышение точности поставок.


Функции совместной работы позволяют участникам цепочки поставок оставаться вовлеченными в процесс в зависимости от уровня их ответственности. Можно делиться данными о плане или ключевыми показателями эффективности (KPI) со всей организацией, а также с партнерами, клиентами, субподрядчиками и поставщиками. Являясь частью портфолио производственных решений DELMIA, Production Scheduler представляет собой важный инструмент, помогающий предвидеть и контролировать колебания загрузки.

Хотите узнать больше? Переходите по ссылкам, прослушайте записи вебинаров!

РЕШЕНИЕ ПО ПЛАНИРОВАНИЮ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ: ОБЗОР ПОДХОДА И РЕАЛИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ DELMIA ORTEMS

ПЛАНИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА АВТОКОМПОНЕНТОВ В APS-СИСТЕМЕ DELMIA ORTEMS
Подробнее..

Управление требованиями

28.12.2020 10:22:36 | Автор: admin
image Что такое управление требованиями, как оно устроено, и почему приходится им заниматься? Уже давно стало ясно, что для преуспевания компании недостаточно просто иметь товар и продавать его. Продукт должен быть востребованным и удобным для потребителя. А позже появилось понимание, что продукт требует каких-то сервисов, что необходим переход к сервисной модели. Более того, потребитель хочет не владеть товаром, а пользоваться им. Отсюда арендные или подписочные модели.

Что же дальше? А дальше нас ждет экономика впечатлений: потребитель будет покупать не товар и даже не сервис, а некое послевкусие после его пользования. И об этом надо позаботиться, это важно уже сейчас. Поэтому требования относятся и к товарам, и к сервису, и к тем впечатлениям, которые мы хотим сформировать от этих товаров у потребителя.
image

Всем этим надо управлять. Как показывает статистика, в технологически сложных отраслях до 45% попыток вывода на рынок новых продуктов, новых изделий кончаются неудачей. Анализ причин этих неудач говорит о том, что на самом деле большинство из них были заложены еще в начале программы разработки изделия, на стадии формирования требований.

Что такое требования и в чем суть проблемы?


Для начала определимся с понятием требований. Требование оправданный, утверждённый и документально изложенный критерий, которому должно быть обеспечено соответствие. Требования могут исходить как из внешней среды (от заказчика, регулирующих органов и пр.), так и из внутренней среды организации (технологические ограничения, требования маркетологов и т.д.). Распространяются такие требования, прежде всего, на функции изделия, на используемые в нём материалы, на применяемые интерфейсы, протоколы и прочие свойства изделия. Кроме того, требования могут накладываться и на процессы разработки изделия, и на производственные процессы, и на последующую эксплуатацию изделия.
В чем же проблема с требованиями? Прежде всего, это неспособность понять требования заказчиков. Кроме того, количество требований к концу разработки может на порядки превышать их количество в исходном ТЗ. Т.е. на входе в разработку изделия просто невозможно определить сразу все требования к нему. Серьезное изделие масштаба самолета это более миллиона требований.
В какой-то момент пришло осознание факта, что описать в виде требований инновационное изделие до начала его разработки просто невозможно, а все попытки ограничиться единожды составленным набором требований сводят на нет те самые инновационные свойства изделия. И, начиная, прежде всего, с разработки программного обеспечения, а сегодня всё шире и шире стали применяться принципы аджайл (Agile). Такие принципы принимают факт ущербности начальных требований и необходимости работы с ними на всем цикле разработки.
При ближайшем рассмотрении оказывается, что проблемы, связанные с ошибками разработки или производства, как правило, весьма несущественны по сравнению с тем, что заложено в требованиях. Прежде всего, это неполнота требований по составу и проработке. Не менее важно и то, в каком виде требования представляются заинтересованным лицам, которые, собственно говоря, и должны воплотить такие требования в разрабатываемом изделии. Да и заказчик далеко не всегда знает, что он хочет, не всегда готов выразить свои требования в пригодном для дальнейшего использования виде.
В результате требования могут совершенно не совпадать с ожиданиями, а участвующие стороны часто понимают их по-своему. В довершение всего, как мы уже знаем, требования будут по ходу разработки изделия меняться и дополняться. Если этим не заниматься системно, то есть не управлять требованиями, то и результат будет соответствующим.

image

Многообразие требований (физические, логические, функциональные и пр.) ведет к необходимости скрупулёзного администрирования и управления. Исследователи области управления требованиями сходятся в одном две трети ошибок, нестыковок и переделок связано либо с неполнотой требований, либо с ненадлежащим их представлением.
Соответственно, необходимо с самых ранних стадий до конца жизненного цикла изделия выявлять и анализировать требования, управлять изменениями, привязывать требования к элементам конструкции, процессам, отдельным заданиям и работам в составе проекта разработки и программы испытаний, составлять отчётные формы. Причём, чем дальше мы будем продвигаться по стадиям жизненного цикла, тем больше требований будет выявлено, потребует анализа и администрирования.

Иерархия требований


Существуют требования к материалам, интерфейсам и ко всему, из чего состоит изделие. Есть ещё требования к процессам производства, проектирования и пр. Они будут иметь десятки противоречий, разный вес и приоритеты. Так что картина получается довольно сложной. В процессе разработки количество и сложность требований увеличивается в разы. Причём надо следить за их изменениями. А потом нужно ещё доказать, что все требования реализованы встает вопрос об испытаниях.
Как правило, сначала рассматривают требования ко всему изделию, потом к отдельным его подсистемам и элементам. Когда требования уже достаточно проработаны, приступают к разработке изделия в целом и отдельных его элементов. И чем дальше вырисовывается поэлементная структура изделия, тем глубже должна быть декомпозиция требований: от уровня целого изделия до уровня требований к отдельным элементам. Нижележащие требования должны соответствовать и не противоречить вышестоящим сопоставление и проверка требований на такое соответствие называется валидацией требований.
image

Для организации процессов разработки сложных изделий Независимая Ассоциация системных инженеров рекомендует использование метода RFLP (Requirements Functional Logical Physical). В таком методе, опираясь на управление требованиями, в первую очередь определяют функциональный состав изделия, т.е. какие функции должно выполнять разрабатываемое изделие.

Следующим шагом продумывают реализацию таких функций элементами, узлами и системами в составе конструктива изделия, тем самым, определяют логическую архитектуру разрабатываемого изделия. Лишь с полным пониманием функционального состава и логики конструктива изделия переходят к проектированию отдельных элементов, систем и составлению цифрового макета изделия.
image

Имитационное моделирование



Чтобы понимать, каким будет поведение системы в реальной среде, какие необходимые изменения нужно внести до перехода к дорогостоящим натурным испытаниям и изготовления для них дорогостоящих натурным прототипам, уже достаточно широко используется имитационное моделирование. Имитационное моделирование сегодня позволяет не просто посмотреть на виртуальный прототип системы, но и выполнить необходимый цикл испытаний и выявить несоответствия требованиям ещё в виртуальной среде, пока изменения, необходимые для достижения соответствия требованиям, носят цифровой характер, а значит, обходятся разработчикам системы на порядки дешевле. Связанным продуктом имитационного моделирования является возможность анализа отказоустойчивости и безопасности системы.

image

Часто под управлением требованиями понимают составление спецификации требований. Не умаляя значимости этого процесса на протяжении всего цикла разработки, следует отметить, что согласно статистике, рассмотренной выше, не менее важным оказывается представление требований. Объём требований, с которым приходится иметь дело разработчикам, не оставляет шанса традиционным методам. Лучше всего в современных условиях зарекомендовала себя практика привязки требований к тем элементам изделия или системы, к которым они относятся. Таким образом, на всём цикле разработки и испытаний заинтересованные лица могут не перерабатывать весь состав требований, а работать лишь с относящейся к их участку выборкой.

Неотъемлемой частью требований ещё на стадии определения должны становиться методы определения соответствия, т.е. методики испытаний, по которым будет подтверждаться соответствие требованию. Последнее время процесс подтверждения соответствия требованиям всё чаще стали называть верификацией требований. По результатам испытаний подтверждают соответствие требованиям или инициируют внесение изменений в изделие. Понятие валидация изделия, в свою очередь, появилось, исходя из возможного несовершенства самих требований или методов их верификации. Другими словами, валидация изделия носит более высокоуровневый характер и направлена на исключение ситуаций, когда на испытаниях подтверждено соответствие всем требованиям, но пользоваться изделием невозможно.

В результате, состав требований вкупе с методиками определения соответствия определяет программу испытаний. В современных условиях программа испытаний следует всем изменениям в составе требований и может меняться по ходу разработки. В такой программе важно не только сбалансировать необходимые доли натурных и виртуальных испытаний, но и комплексировать испытания, т.е. сгруппировать необходимые тесты и замеры таким образом, чтобы их можно было проводить за одну установку на стенд, на одном прототипе, за один вылет/выезд/запуск Подобная проработка программы испытаний позволяет вдвое сократить количество испытаний и необходимых прототипов, значительно уменьшить сроки реализации программы испытаний. Однако, в условиях огромного числа требований и постоянных изменений в их составе управлять программой испытаний без применения современных цифровых инструментов становится невозможно.

Для чего нужны инструменты работы с требованиями?


Перед компаниями, разрабатывающими технически сложные изделия, стоит непростая задача. Изделия стали настолько сложными, что на входе проработать все требования к многокомпонентному изделию невозможно. Компании же подчас работают по старинке, начинают проект с ТЗ, где просто перечисляются основные технические характеристики изделия, а уже по ходу разработки, руководствуясь этим техническим заданием, какими-то нормами и правилами, собственными представлениями, ищут инженерное решение, отвечающее техническому заданию. Такое решение будет гораздо более сложным, чем можно было бы описать на входе. Кроме того в процессе поиска этих решений возникает множество других вопросов, которые также выражаются в требованиях к производственным процессам, к материалам, к самому изделию, его функциям. Удерживать всё это в голове невозможно.

Между тем в современном мире нужно быстро разрабатывать изделия и быстро выводить их на рынок. В противном случае к моменту выпуска техническое задание может устареть и станет неактуальным. Поэтому процессом необходимо управлять с самого начала. Иначе неудачи закладываются на старте разработки новых изделий. Ненадлежащее управление требованиями причина большинства ошибок, переделок, несоответствий, которые приводят к необходимости выпускать новые прототипы. При этом увеличиваются издержки, приходится тратить время и деньги на новые циклы разработки и испытаний. В результате откладывается выпуск изделия.

Кроме того, необходимо обеспечить сквозные процессы разработки изделия в многодисциплинарной среде, позволив специалистам из разных областей слаженно действовать в поисках инженерных решений.

Растущая сложность изделий приводит к тому, что сегодня традиционная роль главных/генеральных конструкторов как отцов изделия уходит в прошлое. Человеку не под силу держать в голове всю картину изделия, обеспечить его целостность. Как уже отмечалось, требования могут быть внутренними и внешними, касаться не только самого изделия, но и материалов, из которых оно изготавливается, процесса его изготовления. Отдельно взятому человеку очень трудно разобраться во всём этом разнообразии. Требования наследуются в ходе разработки, они могут быть связаны друг с другом. Каждое требование необходимо выявить, сопоставить с другими и так далее. Нужны автоматизированные системы, которые помогают работать над таким сложным проектом.

Платформа 3DEXPERIENCE и другие средства



Платформа 3DEXPERIENCE позволяет совместно работать с требованиями и включает в себя инструменты их формализации, привязки требований к элементам состава изделия, состава проекта разработки и испытательных работ. Всё это дает возможность не просто вести учёт требований, а с целью принятия осознанных решений анализировать требования по затратам и результатам от их реализации.
Решение CATIA Magic позволяет выявить и проанализировать потребности заинтересованных сторон, участвующих в производстве, вводе в эксплуатацию, в самой эксплуатации изделия, и выводе из нее. Все это обеспечивает полноту и правильное представление требований с самого начала жизненного цикла изделия, а именно недостаточная полнота и представление требований, как мы уже знаем, являются источником 2/3 ошибок в проектировании изделия.
Решение Stimulus ещё на ранних стадиях разработки еще на уровне определения требований моделирует поведение системы и анализирует взаимозависимость и реализуемость требований. Однако для такого моделирования необходимо должным образом сформулировать требования.

image

Самый современный подход к разработке сложных изделий это основанный на моделировании моделей системный инжиниринг (MBSE, Model-based System Engineering). Требования один из трех китов, на которых базируется MBSЕ, без реализации которого невозможен системный инжиниринг.

Платформа 3DEXPERIENCE обеспечивает прозрачность требований в связке с методиками определения соответствия, прозрачность хода испытаний и их результатов. Система построена на рекомендуемом в системном инжиниринге подходе RFLP, что дает возможность на ранних стадиях провести имитационное моделирование и расчёты, выполнить анализ систем и внести необходимые изменения ещё в цифровой среде. А цифровые изменения, как известно, на порядок-другой дешевле натурных.
Функционал платформы 3DEXPERIENCE выходит далеко за рамки учёта требований, а именно:

  • Составление спецификаций требований с ранжированием;
  • Составление программы испытаний;
  • Планирование и управление ходом работ по программе испытаний;
  • Управление результатами испытаний с корреляцией результатов виртуальных и натурных испытаний;
  • Наглядное отслеживание хода выполнения программы испытаний и результатов определения соответствия требованиям.


Есть также инструменты анализа и моделирования требований, обеспечивающие выявление и переход от требований заинтересованных сторон к требованиям к изделию и его составляющим. Ещё не выявленные требования заказчиков и лиц, как-либо сталкивающихся с изделием в эксплуатации, за несколько шагов превращаются в требования к изделию, требования к системам и отдельным элементам в них.

Следует отметить, что платформа 3DEXPERIENCE одинаково хорошо справляется с управлением и виртуальными, и натурными испытаниями. Именно комплексный подход позволяет оптимизировать расходы и сроки реализации программы испытаний. В конечном счете, это позволяет убедиться, что изделие соответствует выявленным требованиям. При этом спецификаций требований бывает очень много техническое задание, сертификационные требования, выявленные требования заинтересованных лиц, требования к поставляемым системам и подсистемам и они между собой должны быть связаны и непротиворечивы.

Инструменты Dassault Systemes позволяют в условиях междисциплинарной разработки и широкой производственной кооперации обеспечить слаженное взаимодействие и сквозные процессы разработки изделия на основе требований. При этом управление требованиями строится на уровне жизненного цикла каждого отдельного требования, на уровне методик подтверждения соответствия, на уровне отдельных параметров в требованиях, что позволяет проводить моделирование и инженерный анализ.

Таким образом, платформа 3DEXPERIENCE комплексно управляет процессами жизненного цикла требований от их выявления до верификации и валидации и позволяет большим коллективам слаженно работать над моделированием, испытаниями и выводом в серию технически сложных инновационных изделий.

Подписывайтесь на новости Dassault Systmes и всегда будьте в курсе инноваций и современных технологий.

Dassault Systmes официальная страница

Facebook
Vkontakte
Linkedin
3DS Blog WordPress
3DS Blog on Render
3DS Blog on Habr
Подробнее..

Второй день 3DEXPERIENCE World 2021 как это было

26.02.2021 16:11:32 | Автор: admin

На пленарном заседании было сказано много нового о смещении акцентов с промышленных изделий как таковых на впечатления от их использования. В этой части конференции, а также на последующих тематических секциях участники узнали, как 3DEXPERIENCE Works объединяет в реальном времени людей, приложения и данные то есть охватывает практически все аспекты деятельности предприятия. Это открывает путь к повышению производительности, упрощает совместную работу и позволяет быстрее внедрять инновации.

Прозвучало несколько убедительных отзывов от компаний-клиентов, которые интенсивно используют инструменты 3DEXPERIENCE Works для воплощения своих задумок в реальность. Одной из таких компаний стартапу Skinny Guy Campers 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS помогает реализовать планы по расширению бизнеса.

Представитель компании Square Robot рассказал, как им удалось укрепить свои конкурентные преимущества, расширив возможности проектирования и производства с помощью инструментов комплекса 3DEXPERIENCE Works. Далее участникам представили компанию Seed Terminator, которая использует 3DEXPERIENCE Works для адаптации своей продукции к различным сельскохозяйственным машинам и сорности посевов.

Выступление Фрэнка Стивенсона, в послужном списке которого должности ведущего дизайнера и директора по дизайну в крупных автоконцернах, таких как McLaren, Ferrari, Maserati, Fiat и MINI, было (что вполне предсказуемо) посвящено скорости. Он рассказал, как сократить циклы разработки, как использовать стремительно развивающиеся инструменты проектирования и что нужно сделать для поддержки человеческого звена в системе человек-машина.

Хотите увидеть гонку на Луне или прокатиться на летающем такси? Стивенсон показал примеры своих текущих проектов и действительно, это что-то за рамками привычного нам мира! Смотрите запись его презентации на платформе виртуального мероприятия (вкладка Agenda).

Глубокое погружение

После пленарного заседания участники получили возможность глубже погрузиться в конкретные производственные области. На секции Виртуальные испытания путь к совершенству говорили о том, почему так важен всесторонний анализ поведения изделий в эксплуатации уже на ранних стадиях их разработки. Были продемонстрированы масштабируемые, подключенные решения SIMULIA, настроенные на работу совместно с SOLIDWORKS.

Участники секции Доступное управление данными познакомились с тремя компаниями, которые используют возможности облака для хранения своих данных, исключив традиционные хлопоты, связанные с локальным развертыванием. Обсуждалось также, почему эффективное управление данными имеет решающее значение для успеха разработки.

Секция Будущее проектирования и производства проводилась совместно с создателями телепрограммы Titans of CNC. Они рассказали о компании, которая смогла выполнить проект в чрезвычайно сжатые сроки, организовав безопасное и надежное взаимодействие всех сторон с использованием SOLIDWORKS и мощной платформы 3DEXPERIENCE.

Еще на одну секцию был приглашен Джейсон Пол признанный промышленный дизайнер, которого все знают по реалити-шоу Американский мотоцикл на канале Discovery.Он провел краткий обзор удивительных проектов, над которыми сейчас работает.

Отдельные секции Паспорт экосистемы стартапов для регионов Северной Америки, Европы, Азии и южной части Тихого океана были посвящены проблемам и перспективам, возникающим у основателей стартапов при запуске новой продукции, а также динамике современного рынка. Участники поделились информацией о том, чего ожидают инвесторы, каковы текущие тенденции в отрасли и как стартапы переходят от идей к производству.

Во второй день 3DEXPERIENCE World мы обсудили много вопросов. Мы научились анализировать потребительские впечатления. Завтра, как гласит программа третьего дня, мы глубже погрузимся в связи и отношения и совсем не важно, что физически мы находимся далеко друг от друга.

Рекомендуем вам посмотреть видео ниже, чтобы не пропустить ни одного яркого момента.

Хотите узнать больше? Скачайте бесплатно электронную книгу о ключевых обновлениях и технических преимуществах SOLIDWORKS 2021

Подробнее..

Цифровизация управления проектами

07.12.2020 18:15:24 | Автор: admin
Задачей проекта цифровизации при сооружении дожимной компрессорной станции Еты-Пуровского газового месторождения стало создание 3D-модели в ПО CATIA по исходной рабочей документации, настройка программного обеспечения 3DEXPERIENCE для обновления модели в ходе управления изменениями, проверка качества поступающих обновлений со стороны генерального проектировщика и настройка цифровых протоколов и документооборота.

По поручению руководства в одной из крупных компаний нефтегазового сектора внедряются цифровые платформы, развивается проектный подход с использованием лучших отраслевых практик. В частности, идея состояла в том, чтобы управлять строительством объектов (таких как газоперекачивающие станции) с помощью цифровой платформы и единого веб-портала, уйти от бумажного документооборота и максимально перевести его в цифровую форму.

image

В качестве исходных данных в части сроков производства строительно-монтажных работы были использованы календарно-сетевые графики, разработанные в Oracle. Primavera. На основе этих исходных данных формировалась ежедневная аналитическая отчетность для мониторинга лимитов и темпов строительства.

В компании-заказчике также важную роль играет реализованный на основе платформы 3DEXPERIENCE портал с ключевыми ресурсными данными. Там размещена документированная консолидированная информация по стройке, часть договоров и поручения руководства по результатам проведение штабов.

Платформа 3DEXPERIENCE компании Dassault Systmes единая корпоративная среда, платформа для моделирования, помогающая осуществить совместную деятельность. Основанное на ней программное обеспечение применяют во всех подразделениях организаций от отделов маркетинга и продаж до конструкторских отделов. С помощью единого интерфейса платформа 3DEXPERIENCE поддерживает отраслевые решения, собранные из программных продуктов для трехмерного проектирования, моделирования и аналитики.

Дорога ложка к обеду


Генеральным подрядчиком по сооружению стала компания ООО КСМП. Поставщиком цифровой платформы 3DEXPERIENCE была выбрана компания ООО ЛМП Проджект Груп, официальный партнер Dassault Systemes в РФ и СНГ.
Данный проект цифровизации начался, когда стройка уже шла полным ходом: объект был частично готов, поэтому цифровизация оказалась неполной. ООО ЛМП Проджект Груп пришлось буквально догонять реальные процессы строительства объекта. Тем не менее, общая тенденция в компании перевод бумажных документов в электронный формат дала, например, возможность руководству в любой момент просматривать нужные документы, даже со своего смартфона.

В апреле, мае и июне 2020 г. также прорабатывались вопросы с электронными поручениями. Как показала практика, это оказалось вполне реальным и уже внедряется на ряде объектов компании. Портал управления проектами на основе 3DEXPERIENCE обеспечивает работу в единой унифицированной среде. С помощью цифровой платформы руководство теперь может контролировать ключевые процессы.

В ПО CATIA была разработана 3D-модель строящегося объекта, и ей реально пользовались, но действительности она очень нужна еще в самом начале строительства, на нулевом этапе. Такая модель, в частности, позволяет увидеть, как будет выглядеть объект после завершения строительства, отмечают специалисты заказчика.

На практике оказалось, что когда была закончена 3D-модель объекта, который предназначен для транспортировки газа одного из месторождений, его строительство уже было на этапе 60% готовности, поэтому данная модель использовалась в основном для проверки, контроля и тестирования. Сейчас такие модели разрабатываются в обязательном порядке для всех газоперекачивающих станций, рассказывает представитель заказчика. Каждая подобная модель действительно необходима и полезна, но она должна быть своевременной. Следует начинать ею пользоваться в нужный момент, на самом начальном этапе.

image
Управление проектированием предполагает формирование единого информационного пространства между генеральным проектировщиком и генеральным подрядчиком, поддержание единого актуального электронного архива проектной документации.

Управление изменениями


Если заказчик потребует ввести в проект какие-то корректировки, то в модель вносятся изменения, например, усиливается свайное поле под увеличенную нагрузку. Они обязательно оформляются через поручение заказчика. Для этого направляется электронное письмо с просьбой внести изменения в проектную документацию. Обновленная проектная и вся прочая документация загружается на портал и хранится в одном месте. Это достаточно объемные документы. Они доступны соответствующим участникам строительства. Таким образом, любые изменения консолидируются и передаются в платформу 3DEXPERIENCE.

image

Управление несоответствиями


Отдельные департаменты компании сдают до десятка и более объектов год, а это 100-200 гигабайт информации, которая должна быть упорядоченной, дабы избежать хаоса. Иногда по ходу проекта происходит смена подрядчика, заменяются те или иные материалы. Повторное согласование любой конкретной позиции требует времени.

Автоматизация управления инженерной документацией упрощает жизнь всем участникам процесса, дает четкое понимание ситуации, и, чтобы найти нужный чертёж, не приходится открывать большое количество файлов. Поэтому всё должно быть упорядочено, иметь конкретную привязку к проекту.

Так, в одном конкретном случае вместо девяти газоперекачивающих комплексов было решено построить семь, а остальные перенести на более поздние сроки. Это означает корректировку 25 разделов проекта. Данный процесс может занять два месяца. Электронный формат документов значительно сокращает его.

Однако и сам процесс цифровизации документов также может оказаться трудоемким и длительным. На помощь вновь приходит автоматизация. Так, в данном случае перевод документации в электронный формат и её загрузка в систему заняли два дня.

Процесс должен быть максимально автоматизирован, подтверждает руководитель строительства КСМП Антон Постолов. У нас это делается через платформу 3DEXPERIENCE. Она позволяет в режиме реального времени получать представление о бизнесе и бизнес-экосистеме, объединяет людей, идеи и данные в единой цифровой среде совместной работы. Ключевые участники проекта отмечают простоту использования 3DEXPERIENCE, гибкость при получении информации, доступность данных в любой момент времени, возможность формирования корпоративной базы знаний и многое другое.

Если есть решение руководства о строительстве такого объекта как газоперекачивающая станция, то даётся задание эксплуатирующим обществам на расчет ее требуемой эффективности и мощности. На выходе делается технико-экономическое сравнение. Эти данные определяют концепт проекта. Например, определяется экономическая эффективность применения перекачивающих агрегатов с электродвигателем. Параллельно начинаются изыскательские работы: берутся пробы грунта и пр. Затем начинается процесс проектирования, готовится рабочая документация и начинается стройка. Каждый бизнеспроцесс тесно переплетен с BIM-моделью, размещенной в 3DEXPERIENCE, где доступны дополнительные инструменты цифрового управления проектами, инженерной документацией.

Проект включает в себя все расчеты и стоимость строительства, его сроки, эффективность. В нем фиксируются все параметры. Строительство ведется исключительно по рабочей документации, тем более, что это объекты промышленного характера.

image

Разработка техкарт на основе 3D-модели в 3DEXPERIENCE


Кто пользуется 3D-моделью такого производственного объекта? Это примерно 15% руководящего состава, также она нужна непосредственно исполнительным производствам, производственным компаниям, мастерам, прорабам, инженерам ПТО, которые осуществляют технический надзор за выполнением строительно-монтажных работ. 3D-модель позволяет легко выявлять различные коллизии, она используется также теми, кто оформляет документы, составляет исполнительные схемы.

image

Именно 3D-модель определяет все параметры трубопроводов, линии контуров, она же становится основой для подготовки инструкций и проведения испытаний.

После сдачи объекта в эксплуатацию по ней могут проектироваться и изготавливаться дополнительные устройства. Таким образом, у данной модели широкий круг пользователей от инженеров и проектировщиков до руководства компании.

Если еще два-три года назад 3D-модели применялись достаточно редко. Сейчас же практически каждая станция проектируется на основе 3D-модели. Поэтому 3D-модель необходима в нужное время и на нужном этапе строительства.

Строительство объекта осуществляет множество организаций: заказчик, подрядчики и субподрядчики, генподрядчик и службы эксплуатации. Все вопросы, которые не решаются в рабочем порядке, выносятся на штаб строительства. В нем участвуют все лица, принимающие решения.

Результаты и планы


Результатами проекта и выгодами для ключевых пользователей стала возможность регулярного обновления поступающей со строительной площадки информации и отображение статуса работ на 3D-модели в веб-ориентированном пространстве, формирование базы знаний для учета на будущих типовых проектах, сокращение сроков согласования проектных решений, исключение несоответствий, наличие актуального электронного и цифрового архива документации, наконец, сокращение времени на проведение штабов по проектам в несколько раз.

image
Цифровая платформа позволяет получать сводную итеративную аналитику по проектам и регулярную аналитику использования ресурсов.

Управление проектами это вопрос номер один. Развитие и внедрение средств управления проектами одна из целевых задач, которые ставит руководство компании-заказчика. В ее ближайших планах расширенное использование имеющихся инструментов 3DExperience: работа с отклонениями в проекте, прогнозирование нестыковок, рисков, управление качеством BIM-моделей, управление проектированием на основе BIM-моделей и многое другое.

Современные цифровые платформы становятся признанным способом решения бизнес-проблем и повышения эффективности деятельности в нефтегазовой отрасли, отрасли энергетики и природных ресурсов и в других отраслях. Предприятия идут по пути преобразования процессов в цифровой формат и организации совместной работы с использованием комплексного подхода, объединяющего людей, информацию и процессы которые охватывают проектирование, разработку продуктов, строительство, операционную деятельность и поставку.

Хотите узнать больше? Напишите нам
Подробнее..

Платформа управления бизнес-процессами практика внедрения

01.06.2021 12:20:22 | Автор: admin

MES-системы, мониторинг оборудования, платформенные стратегии, программирование роботов, сложные производственные системы все это имеет ключевое значение для отрасли, для повышения эффективности производства, цифровизации промышленности. Это важно для профессионалов, которые не просто говорят о цифровизации, а делают ее своими руками.

Производственные системы и их решения

Об одном из показательных примеров - о совместном решении Dassault Systemes и ГК Цифра - рассказал старший технический специалист компании Dassault Systemes Дмитрий Лопаткин. Группа компаний Цифра разрабатывает и внедряет платформенные решения на основе промышленного искусственного интеллекта и интернета вещей, а также развивает индустрию роботизированного промышленного транспорта.

"Допустим, обеспечена возможность подключения и сбора данных с промышленного оборудования и работы с этими данными. Какой необходимо сделать следующий шаг? спрашивает Дмитрий Лопаткин. ИТ - это всего лишь инструмент, который помогает решать задачи бизнеса, увеличивающий операционную эффективность.

Если говорить о программном продукте для оперативного управления производством компании Dassault Systemes - DELMIA Apriso и его архитектуре, то на его самом нижнем уровне лежит собственная, встроенная платформа управления бизнес-процессами Process Builder. И это единственный обязательный реквизит, необходимый для внедрения подобных систем. Именно здесь описываются все производственные процессы, входящие в контур цифровизации. Помимо самих процессов прописываются все интерфейсы подключения к оборудованию через системы автоматизации или непосредственно подключение бизнес-систем, таких как ERP. На эти бизнес-процессы наслаиваются функциональные модули, которые могут применяться на пользователями из различных производственных дисциплин: контроль качества, склады, ТОиР, декларация производства. Это те элементы, с которыми взаимодействует конечный пользователь оператор ЧПУ, плановик, сотрудники логистической или ремонтной службы и пр.".

Решение DELMIA Apriso способно полностью поддержать все производственные процессы, но это не всегда необходимо, так как есть существующие системы, есть задачи и цели каждого отдельного предприятия. Сначала оценивается зрелость производственных процессов, потом дается экспертное заключение о том, что можно в первую очередь автоматизировать, на что нужно обратить внимание, чтобы получить наибольший эффект. Этот эффект можно посчитать и оценить с точки зрения экономики.

Описание и моделирование бизнес-процессов

Информация, которая обрабатывается различными функциональными приложениями, основывается на описанных ранее бизнес-процессах. Каким образом происходит работа с бизнес-процессами? Сначала описываются все бизнес-процессы, которые требуется автоматизировать. Они картируются и заносятся в программное обеспечение.

В ПО Process Builder бизнес-процессы описываются в графическом интерфейсе. Для каждой функциональной области используется набор стандартных бизнес-компонентов. В библиотечные каталожные компоненты в интерфейсе заносятся те значения, которые должны быть получены с оборудования они получаются автоматические или вводятся оператором вручную. Также описывается входная и выходная информация на каждом шаге процесса. Таким образом, описывается, как "живёт" предприятие, как оно функционирует.

Описывается не только информация в рамках производственных процессов, но и взаимодействия с вышестоящими и нижестоящими системами в архитектуре, то есть с уровнем автоматизации, либо с учетными системами. Одно из преимуществ такой системы моделирования бизнес-процессов - это поддержка всего жизненного цикла бизнес-процесса, от его разработки, внедрения и до масштабирования на предприятии.

Также можно моделировать, как себя будет вести процесс "в реальной жизни" - ещё до его запуска в производство. С точки зрения конечного пользователя эти изменения не видны, то есть, если в процесс внесены какие-то улучшения или усовершенствования в рамках BPM-платформы, то пользователь не увидит изменений, которые произошли в бизнес-процессах. Такая интеграция и возможность работы с процессами рамках инструмента Process Builder позволяет постоянно улучшать процессы, то есть можно сделать какое-то изменение, чтобы посмотреть, как это выглядит в реальной жизни, получить обратную связь от производства, оценить такие показатели как объем производства, выявить "узкие места" или внести изменения в процесс системы управления производством.

Ядро и интерфейсы пользователя

Изменение процесса позволяет моделировать процессы и изменять систему управления производством. Также в рамках инструмента Process Builder создается не только модель процесса, но и пользовательские интерфейсы, определяющие, как пользователи на каждом этапе процесса будут взаимодействовать с системой. Поддерживаются различные пользовательские интерфейсы: мобильные устройства, информационные киоски, персональные компьютеры, считыватели штрих-кодов и так далее. Всё зависит от того, какова роль пользователя, или какую функцию он выполняет в производственном процессе.

Ещё одно преимущество такого процессного подхода: с помощью BPM-платформы можно выделить наиболее эффективный для производства набор стандартных процессов и затем их масштабировать. Например, для распределенного производства - выделить процессное ядро (core), и быть уверенным в том, что любая производственная площадка, независимо от того, где она находится территориально, функционирует по стандартизированным и унифицированным бизнес-процессам.

Как и во многом другом, главное - найти баланс, "золотую" середину между уникальностью каждой производственной площадки и применяемыми лучшими стандартными корпоративными практиками. Если производственная площадка работает по своим уникальным процессам, не факт что применяется наиболее оптимальный/эффективный подход, но и при внедрении практик необходимо учитывать особенности производственной площадки: планировку, различные типы оборудования, логистику и прочее. Поэтому рекомендуется комбинировать процессы в соотношении 70/30: 70 стандартных и 30 локальных, или 80/20.

Масштабирование системы

Помимо того, что все предприятия могут использовать стандартизированные процессы, такой подход с core-решением позволяет ещё и быстро масштабировать систему. То есть в рамках проекта разрабатываются core-решения, основные процессы, всё это тестируется, запускается первая пилотная площадка, и там делается несколько итераций это стандартный процесс внедрения любой системы. Идет обкатка с ключевыми пользователями.

После этого можно масштабировать систему на другую площадку или другое бизнес-подразделение. Для площадки устанавливаются 80% уже готовых процессов, после чего нужно только описать 20% уникальных для нее процессов, либо определить какие-то дополнительные интерфейсы, если там есть какое-то своё, нестандартизированное оборудование.

Что даёт такой подход с точки зрения информационных технологий? Во-первых, это высокая скорость внедрения. Обычно 60%-70% времени тратится на разработку основного решения (core), а дальнейшее внедрение требует уже незначительного времени. Например, на подключение новой производственной площадки уходит 2-3 недели, что по меркам систем управления производством очень малый срок.

Такой подход нашел отклик у заказчиков, особенно у глобальных и географически распределенных компаний. В рамках одной системы они могут контролировать и стандартизировать бизнес-процессы предприятия, получать информацию о каждой конкретной производственной единице, о том, что и как делается в конкретный момент времени.

Интеграция с "Цифрой"

Например, данный подход использовался для интеграции с решениями компании "Цифра". Изначально это был небольшой процесс, начинающийся с производственного заказа. В данном случае производственный заказ состоит из трех операций. Первая из них выполняется на оборудовании, имеющему свой АРМ.

Оператор данного обрабатывающего центра видит всю необходимую технологическую информацию, связанную с операцией, которую он должен сделать, и начинает выполнять эту операцию на своём станке. После выполнения операции это декларируется в системе, и информация отправляется в DELMIA Apriso - систему управления производством.

Зная, что данная операция выполнена, Apriso начинается "толкать" к выполнению следующей операции - далее по маршруту следующему обрабатывающему рабочему центру. Там оператор также получает уведомление о том, что он должен выполнить, заходит в свой рабочий интерфейс, декларирует начало операции, выполнение операции. Фактическое время её выполнения заносится в систему управления производством.

Третья операция - операция сборки. У оператора на сборке своя задача и свои потребности: он хочет видеть весь процесс детально. Он проходит обязательный контроль соблюдения мер безопасности. Эта информация в рамках системы контроля качества сохраняется в системе управления производством Apriso. Каждый индивидуальный использованный материал и полуфабрикаты также заносятся в систему управления производством и добавляются в генеалогию изделия.

Рабочие инструкции, созданные ранее, на этапе технологической подготовки производства становятся доступны оператору на его персональном АРМ -непосредственно на рабочем месте и в различных форматах: чертежи, отсканированные pdf-файлы, или в виде 3D модели, как представлено ниже.

Начальник цеха, начальник участка получают возможность мониторинга фактического состояния оборудования и хода выполнения производственных заказов, а также любого производственного показателя благодаря настроенному информационному окну (дашборду). Вся информация, доступная оператору станка, также доступна начальнику участка в рамках мониторинга состояния всего участка. В DELMIA Apriso видна информация с оборудования разного типа, а также информация по количеству дефектов, энергопотреблению, состоянию и так далее.

Если оператор, который изготавливает детали, понимает, что у него произошла нештатная ситуация, например, повредился режущий инструмент, то он переводит свое оборудование в состоянии простоя. Эта информация моментально отображается у других участников основного и вспомогательного производственного процесса, в нашем примере, - у начальника службы главного механика, который, в свою очередь, может её проанализировать и создать в наряд-заказ на проведение ремонтных работ, куда он заносит необходимую дополнительную информацию, срочность, даты выполнения этого наряд-заказа и прочее.

Вновь созданный наряд-заказ на проведение работ необходимо встроить в производственное расписание и оптимизировать его с учетом сложившейся ситуации.. Этим занимается цеховой диспетчер, который получил уведомление о новом наряд-заказе. Он включает новую информацию в существующий график производства и может использовать полноценный функционал оптимизации или пересчёта производственного расписания.

Такой достаточно простой сценарий демонстрирует пример того, как может происходить взаимодействие специалистов различных дисциплин в рамках одного бизнес-процесса. Таким же образом может осуществляться взаимодействие со складскими службами, службами по комплектованию, контролю качества и так далее, то есть охватываются все смежные процессы.

Преимущество такого решения в том, что оно позволяет собирать информацию c оборудования компании "Цифра". Есть система контроля процессов. Такой совместный подход дает большую синхронизированность работы всех производственных служб, увеличение эффективности использования оборудования и гибкости производства в целом. Всегда можно оперативно отреагировать на изменения, которые требует ситуация на рынке. Решение DELMIA Apriso обеспечивает глобальное управление процессами, контроль производительности, визуализацию и тщательный анализ влияния функциональных улучшений на всех производственных площадках в рамках предприятия.

Стоит отметить, что в одном из реализованных проектов внедрения системы управления производством Dassault Systemes ею пользуются 28 подключённых предприятий. Для реализации подобного проекта требуется от 9 месяцев. С учётом сложности процессов внедрения это очень хороший результат.

Заинтересовала данная тематика?

Смотрите запись технической онлайн-конференции для машиностроительной отрасли, в рамках которой участникам была предоставлена возможность ознакомиться с преимуществами использования ключевых решений компании для цифровой трансформации предприятий.

Познакомьтесь с материалом "Системы управления производством и производственными операциями и современные вызовы".

Узнайте больше о продуктах DELMIA на официальном сайте компании

Подробнее..

CATIA из истории одного проекта

24.08.2020 10:10:39 | Автор: admin
Насколько легко использовать возможности современных систем автоматизированного проектирования для автомобильной отрасли, включая инструменты моделирования поверхностей и функции работы с цифровыми макетами программного решения CATIA V5? Какой это дает эффект, какие возникают проблемы? Лучше всего показать это на конкретном примере.
В данном случае речь пойдет об одном из проектов компании Ладуга.

Ладуга это российская автомобильная инжиниринговая компания, разрабатывающая электронные и механические компоненты и системы для транспортных средств. Она работает с отечественными и зарубежными автомобильными компаниями Daimler, General Motors, Audi, Opel, АВТОВАЗ, КАМАЗ, РОСТЕЛЬМАШ, УАЗ и рядом других.

Конечно, CATIA это не единственный применяемый в компании программный пакет. Ее инженеры работают с CAD пакетами (NX), CAE пакетами (PRADIS, LS-Dyna, Ansa, Ansys, Ansys CFX, Fluent, Ansa, Salome, Code-Aster, OpenFoam). Однако CATIA играет ключевую роль в проектах по разработке дизайна, собственно проектированию и оптимизации в соответствии со стандартами и требованиями к автомобилю.
Например, как спроектировать детали интерьера легкового автомобиля, его внешние поверхности крылья, бампер, то есть экстерьер автомобиля? Без серьезной САПР не обойтись. С деталями двигателя или элементами трансмиссии тоже все непросто.

Сложная задача


В описываемом проекте перед инженерами-проектировщиками стояла задача разработки модуля впуска для двигателя легкового автомобиля. В связи с запуском автопроизводителем новой линейки легковых авто на них было решено устанавливать новый двигатель. Как нередко бывает, новую модель двигателя разрабатывали путём модернизации старого: были изменены и добавлены некоторые компоненты.
В частности, поскольку новый двигатель должен иметь большую мощность и больший рабочий объем, потребовалась модификация модуля впуска
image

Инструментарий проектировщика


Программное обеспечение CATIA V5 позволяет разрабатывать трехмерные модели изделий, ассоциативные чертежи деталей и сборочных единиц, поддерживает работу с большими сборками, ассоциативные связи между 3D-моделью и ее проекциями на чертежах, включает в себя инструменты моделирования поверхностей и работы с цифровым макетом (DMU).

Применяемое нами программное обеспечение CATIA V5 позволяет создавать детали сложной формы, поддерживает параметризацию, в нем достаточно просто редактировать геометрию изделия, например, менять ключевые геометрические параметры. Наши инженеры уже имели опыт работы с данным программным продуктом на предприятиях автомобильной промышленности. И это во многом обусловило его выбор, рассказывает Валерий Овчинников, генеральный директор ООО Ладуга.

Разделение труда


Проект впускного коллектора (модуля впуска) для двигателя легкового автомобиля один из самых крупных и длительных в данной компании. Он реализовывался с июля 2013 года по сентябрь 2015 года. Проектирование и подготовку конструкторской документации выполнили специалисты компании Ладуга, а непосредственно изготовлением изделия и поставкой на конвейер занимается ее индустриальный партнер. Над проектом работали конструкторы и команда расчетчиков Ладуги.

К конструкции изделия предъявляется множество требований. Модуль должен быстро и просто устанавливаться на конвейере, нужен удобный доступ к свечам зажигания и возможность легко замерить уровень масла. Для оценки выполнения этих требований применялся кинематический анализ модели. Непосредственно проектирование изделия выполнялось в пакете CATIA V5. В нем же готовилась конструкторская документация.

Множество подобных проектов компании Ладуга, выполняются в CATIA V5. Они длятся от месяца и дольше, в зависимости от стадии автомобильного проекта. Другие проекты, например, связанные с электроникой, могут выполняться с помощью других программных пакетов, что связано с требованиями заказчиков. Сам процесс проектирования выполняется совместно конструкторами, технологами и расчётчиками. Расчеты в Ладуге выполняются в отдельных CAE пакетах, в том числе разработанных самой компанией.

Определенные конструктора работают с задачами моделирования сложных поверхностей, другие занимаются только моделированием сборок, компоновкой или выпуском чертежей у них более простые рабочие места. Такой продукт, как CATIA, требует от инженера высокой квалификации, особенно это касается работы со сложными поверхностями. Поэтому в компании выделена отдельная группа конструкторов, которая занимается такими задачами.

От прототипа к изделию


Конечно, модуль впуска это прежде всего аэродинамика. Его задача максимально наполнить воздухом цилиндры двигателя. В течение двух месяцев конструктора и расчетчики перебрали множество решений.
Рассматривали варианты банки модуля с дополнительными сквозными колодцами для управления потоками воздуха, внутренними рёбрами, различной формой каналов (раннеров). Всё это обсчитывалось на проверку требований по аэродинамике и акустике. Основными критериями по аэродинамике были максимальное наполнение цилиндров и равномерное распределение воздуха по цилиндрам. А оценка уровня шума особенно важна, поскольку пластиковый корпус модуля мягкий по сравнению с традиционным алюминиевым модулем.
По результатам проектирования изготавливается опытный образец изделия. Модуль впуска работает в подкапотном пространстве в сложных условиях. Стандартная 3D печать в 2013 году, увы, давала на выходе слишком хрупкие детали, которые не могли выдержать ни высоких температур, ни больших нагрузок. Поэтому основной технологией прототипирования тут выступало литье в силиконовые формы.
image
Серийное изделие изготавливается из стеклонаполненного полиамида. Это очень жесткий материал, отвечающий требованиям по шуму и вибрациям. Он может работать в суровых условиях при высоком уровне вибраций и температуре свыше 120 С градусов те самые условия эксплуатации в верхней части двигателя, находящегося под капотом.

В целом, процесс прототипирования организован следующим образом. Первый прототип, как правило, функциональный: на нём проверяются функциональные требования, та же аэродинамика и шумы. При этом необязательно выдерживаются параметры толщины корпуса, его материал может быть другим, главное, чтобы деталь выдержала эти испытания.

После функциональных испытаний изготавливается следующий прототип, уже более близкий к конечному варианту. Он обязательно выполняется из основного материала, чтобы подтвердить, что изделие выполняет все целевые технологические и функциональные требованиям.
Все это были стендовые испытания двигателя. И вот теперь пришла пора испытать нашу конструкцию на автомобиле. И не на одном! Испытателям необходимо предоставить 20-30 экземпляров прототипов.

3D печать в этом случае экономически не всегда целесообразна, и снова вступает в игру литье в силиконовые формы. Суть технологии в следующем: с помощью 3D печати получаем мастер-модель, на ее основе получаем силиконовую форму. Такая форма выдержит изготовление около 30 экземпляров (для более простых деталей возможно больше).

А дальше автомобили с прототипами модуля разъедутся по всем уголкам будущего рынка продаж. Равнины, горы с разряженной атмосферой, жаркие сухие пустыни, высокая влажность, зима и лето именно в этих условиях испытатели вместе с электронщиками калибруют двигатель под новую систему впуска.

После успешных испытаний идут следующие этапы: изготовление серийной оснастки, финальные проверки изготовленных на ней изделий, получение поставщиком одобрения на изготовление и поставку этой детали на конвейер, и, как результат, начало серийного производства детали.

В сжатые сроки


А что со сроками?
На подтверждение принятой концепции у нас было два месяца. Если за это время мы не получаем выполнение целевых требований, то сдвинутся все вехи автомобильного проекта. Ситуация была критической, поскольку за два месяца подобный проект реализовать, как правило, невозможно, рассказывает Валерий Овчинников. Нужно было создать прототип и показать, что заданные технические требования могут быть достигнуты.

Работы начались в июне, а в сентябре компания должна была сдать прототип на испытания. В основном инженеры занимались оптимизацией так называемой банки модуля впуска. Полтора-два месяца у них ничего не получалось, но затем удалось найти оригинальное решение, показавшее наилучшие результаты.

Моделирование в 3D и подготовка документации


С помощью 3D моделирования проектировщики анализировали направление потоков воздуха, равномерность наполнения цилиндров и при необходимости тут же меняли форму банки модуля впуска. Оказалось, что удалось не только удовлетворить требования технического задания, но и превысить их. Новый модуль впуска обеспечил улучшение характеристик двигателя, его мощность и крутящий момент стали выше прежних показателей. При этом даже повысилась экономичность. В сентябре-октябре начались испытания, подтвердившие выводы виртуальных испытаний, а затем специалисты Ладуги приступили к проектированию корпуса в пластике.

Это тоже была непростая работа, потому что полиамид материал сложный. Получались неудовлетворительные условия по компоновке модели, отмечает Валерий Овчинников. Нужно было её аккуратно скомпоновать с учетом литейных уклонов и требований к сварному профилю, чтобы сохранить внутреннюю аэродинамичную поверхность, минимизировать коробление, чтобы все детали сварились с целью обеспечения высокой точности изготовления изделия.

Проектная документация также передается подрядчикам в формате CATIA. Внесение изменений в конструкцию возможно на протяжении всего проекта, даже после начала серийного выпуска, и, согласно договору, компания обеспечивает инжиниринг в течение нескольких месяцев после начала продаж. Иногда в деталях нужны доработки, изменения в оснастке, а это изменение конструкторской документации.
image

Данную задачу значительно упрощает поддержка ассоциативности в CATIA. Когда происходит обновление 3D-модели, то чертежи автоматически обновляются с минимальными ручными правками.

Провал на испытаниях и работа над ошибками


По окончании численных расчетов результаты всегда проверяются испытаниями. На изготовленном прототипе модуля впуска проводились испытания на работу двигателя в разных режимах.
И в этот момент произошел казус, который послужил нам большим уроком: наш модуль впуска взорвался прямо на стенде, рассказывает Валерий Овчинников. В одном из режимов внутри модуля впуска возникло значительное разрежение. Прочность корпуса прототипа оказалась недостаточной: он просто схлопнулся и обломки осыпались в цилиндры двигателя.

Недостаточная прочность материала прототипа (это не основной материал на этой стадии проекта) и различные исследовательские режимы испытаний привели к разрушению конструкции.

Потребовалось повышение прочности и жесткости модуля впуска. Для этого проводились долгие повторные расчеты прочности, акустики и вибрации в ходе оптимизации. В итоге получилась сложная многорёберная структура. По результатам расчетов прочности и жесткости инженеры получали картину распределения напряжений, на основе анализа которой добавляли в конструкцию рёбра жёсткости. Расчёты повторялись снова и снова, чтобы не накопить излишней массы и добиться требуемых результатов.

После этого финальные прототипы успешно прошли испытания. И дальше изделие пошло в работу. Предложенная конструкция модуля впуска была запущена в производство и применяется на автомобилях по сей день.

Новые планы


Сейчас автопроизводитель создает двигатель второго поколения, на который должен устанавливаться новый модуль впуска. Компания Ладуга проектирует этот новый продукт также используя ПО CATIA.
Без данного программного обеспечения работы выполнить было бы просто невозможно. Оно поддерживает проектирование сложных сплайновых поверхностей, а такой функционал просто отсутствует в продуктах более низкого уровня, рассказывает Валерий Овчинников. Но кроме возможностей программы требуется компетенция самого инженера. Он должен уметь пользоваться таким сложным функционалом, работать с такими поверхностями, выглаживать их.

Сложности перехода


Сейчас одна из основных задач компании это переход на CATIA версии 6. Она будет задействована в новых проектах. Такой переход это дополнительные сложности обмена файлами, освоения продукта, его интеграции, наконец, просто изучения.

В данное время у нас даже нет возможности изучать весь новый функционал, внедрять его в проекты. Еще одна серьезная задача интеграция 6-й версии пакета с системой PLM. Это обеспечит грамотное управление изменениями, версиями, составами и так далее. Обсуждается также вопрос проектирования электрических кабелей в перспективных проектах. Для этого в CATIA есть отдельный модуль для проектирования кабелей, позволяющий делать 3D-трассировку жгутов и проводов. Она интегрируется с пакетами ECAD и значительно упрощает разработку электронной архитектуры. Такие задачи сейчас возникают при проектировании автомобилей и электромобилей. Даже в простом автомобиле километры жгутов. Тем более это актуально для электромобилей.

При внедрении CATIA V6 наряду с тем, что мы используем много разного другого программного обеспечения, возникает вопрос экспорта и импорта данных. Это требует применения плагинов, дополнительных конвертеров. Бесшовной интеграции не получается. Но, в конечном счете, и этот вопрос будет решен, уверен Валерий Овчинников.

Даже ведущие конструкторы используют функционал CATIA не более чем на 20% в силу того, что за последние годы разработано множество функций, утверждает он. Как освоить тот или иной функционал, насколько он будет нам полезен это вопрос методологический, и мы этому ещё только учимся. Требуется разработать методологию проектирования с использованием нового функционала.

Наш постоянный партнёр и надёжный поставщик услуг технической поддержки программного обеспечения Dassault Systemes компания СиЭс Групп. Её сотрудники оперативно решают вопросы, касающиеся работы программы CATIA и платформы 3DExperience. Валерий Александрович Овчинников.
Подробнее..

SOLIDWORKS Simulation 2021 быстрое, стабильное и точное моделирование контактов

09.03.2021 14:21:03 | Автор: admin

SOLIDWORKS Simulation 2021 самая полнофункциональная из всех версий этого программного продукта.

Мы по-прежнему нацелены на то, чтобы сделать процедуры моделирования и анализа проектов, выполняемых в SOLIDWORKS, проще и быстрее. Новые и улучшенные функции Simulation 2021 помогут вам вывести качество продукции и скорость ее разработки на беспрецедентный уровень.

Производительность: ускорение процессов моделирования

В SOLIDWORKS Simulation 2021 контактные взаимодействия рассчитываются значительно быстрее, чем в предыдущих версиях. Решение контактных задач ускоряется благодаря использованию параллельных многоядерных вычислений, оптимизации загрузки процессора, более быстрому расчету жесткости и надежной передаче данных о контактных парах. Конструкторы особенно оценят преимущества новой версии при работе с моделями, где имеются многочисленные контактные взаимодействия.

Замеры, выполненные нашими разработчиками и партнерской компанией Computer Aided Technology (CATI), говорят об улучшении производительности в пределах от 25% до 67%.

Рис. 1. Анализируемая модель с многочисленными контактными элементами.

Удобство: стабилизация моделируемых контактов

Многие модели CAD обладают неидеальной геометрией: в них, например, встречаются слегка разъединенные поверхности и тела с зазорами. Такие элементы затрудняют работу решающего модуля, что, в свою очередь, увеличивает затраты времени на моделирование. Функция стабилизации контактов SOLIDWORKS Simulation 2021 решает эту проблему.

Стабилизация работает так: к нуждающимся в этом областям до того, как они вступят в контакт, добавляется небольшое численное значение жесткости. Таким способом решающий модуль преодолевает проблемы нестабильности, и задачи моделирования, выполняемые инженерами-конструкторами, значительно упрощаются.

Вы спросите: а как этим воспользоваться на практике?

Очень просто! Стабилизация применяется к контактам автоматически всегда, когда в геометрии присутствуют зазоры. Эта новая возможность часть нашей концепции надежных настроек по умолчанию. SOLIDWORKS Simulation 2021 сам задает для большинства параметров моделирования оптимальные значения, а пользователям остается лишь изменить отдельные поля.

Рис. 2. Контактная модель с начальным зазором.

Повышенная точность: лучшая сходимость и реалистичное представление контактов искривленных поверхностей

При формировании сетки трудно определить точные зазоры между искривленными поверхностями, особенно когда сетка или ее отдельные элементы имеют пониженное качество. SOLIDWORKS Simulation 2021 автоматически вычисляет условия коррекции геометрии, чтобы улучшить представление цилиндрических, сферических и конических поверхностей. Использование этих условий в дальнейших расчетах повышает точность результатов моделирования. Мы добились прогресса в этом направлении, объединив усилия с разработчиками наших решений SIMULIA, которые специализируются на процессах моделирования.

Рис. 3. Контактное взаимодействие между искривленными поверхностями.

Новая функция: набор диагностических инструментов для повышения качества сетки

Сетка высокого качества это ключ к точности результатов, сходимости и скорости вычислений при моделировании и анализе. В SOLIDWORKS Simulation 2021 представлен совершенно новый набор диагностических инструментов, которые позволяют исследовать качество сетки, выявляя некачественные элементы и предлагая их исправить.

Диагностику можно использовать для проверки соотношения сторон, якобиана и т.п. Инструмент Помощник сетки подсказывает, как уточнить сетку в ключевых областях и добиться качества сетки, пригодного для анализа.

Рис. 4. Элементы недостаточного качества, выявленные с помощью инструментов диагностики.

Новое значение по умолчанию: без принудительных общих узлов

В 2020 версии общие узлы перестали принудительно создаваться по умолчанию. Это позволило упростить и ускорить построение сеток для крупных и сложных сборок. SOLIDWORKS Simulation 2021 продолжил совершенствоваться в этом направлении. Повышена точность результатов в сценариях моделирования, где из-за погрешностей сетки образовались зазоры или небольшие пересечения. Типичный пример такой ситуации оболочки с зазорами, обусловленными их толщиной.

Рис. 5. Сетка без принудительных общих узлов.

Новые и улучшенные функции SOLIDWORKS Simulation 2021 принесли реальные преимущества пользователям. Результаты моделирования стали более достоверными, а получить их теперь проще и быстрее, чем когда-либо. Мы продолжаем внедрять в программный продукт как можно больше элементов автоматизации, чтобы вам оставалось меньше ручной работы. Чем быстрее будет проходить цикл разработки, тем раньше ваша продукция окажется представленной потребителям.

Чтобы получить дополнительную информацию или организовать демо-показ SOLIDWORKS Simulation 2021, обращайтесь к авторизованному партнеру в вашем регионе.

Подробнее..

Термический анализ в SOLIDWORKS Simulation на примере микрочипа

14.05.2021 14:06:19 | Автор: admin

А вы знаете, что многофункциональный модуль Simulation может решать задачи термического исследования? Он не только позволяет увидеть, как температура распространяется по деталям, но и дает возможность узнать, за какое время деталь нагревается. Обо всем этом и многом другом в нашей статье.

Введение

В качестве модели взята сборка микрочипа, которая состоит из теплоотвода (снизу) и собственно чипа (сверху) рис. 1.

Добавив модуль Simulation в интерфейс SOLIDWORKS, создаем Новое исследование и выбираем Термический анализ. У нас загрузилось дерево исследования, в котором мы можем задавать настройки для проведения анализа (рис. 2).

рис.2рис.2

Сразу скажу, что если чтению учебных материалов вы предпочитаете просмотр уроков, добро пожаловать на наш YouTube-канал Школа SOLIDWORKS. По ссылке вы найдете видео, где мы учимся проводить термическое исследование в SOLIDWORKS Simulation и задавать различные термические нагрузки, такие как температура, тепловая мощность и конвекция

Задание материала

Первое, что нам необходимо сделать, это задать материал. Щелкаем правой кнопкой мыши по одной из деталей и нажимаем Применить/редактировать материал. В нашем примере выберем для теплоотвода алюминий, а именно Сплав 1060. Материалом для чипа пусть будет оцинкованная сталь. Потребуется указать теплопроводность такие обязательные параметры выделяются красным цветом в открывающейся таблице (рис. 3). Скопируем оцинкованную сталь в папку Настроенный пользователем материал и добавим материалу теплопроводность: 50.

рис.3рис.3

Задание граничных условий

Для удобства задания граничных условий разнесем чип и теплоотвод друг от друга. Для этого переходим во вкладку Конфигурации (рис. 4) и, нажав правую кнопку мыши, добавляем Новый вид с разнесенными частями. Выбираем в настройках, что именно мы хотим сместить. Потянув за стрелку, выполняем смещение. И нажимаем кнопку Применить.

рис.4рис.4

Следующим шагом зададим тепловую мощность микрочипа. Щелкнем правой кнопкой мыши по кнопке Термические нагрузки и перейдем в настройки тепловой мощности. Выберем в дереве сборки весь элемент Чип и укажем 15 ватт (рис. 5). Тепло будет выделяться из этого элемента.

Далее задаем набор контактов. Для этого щелкаем правой кнопкой мыши по кнопке Соединения, выбираем тип контакта Тепловое сопротивление и указываем грани, где чип и теплоотвод соприкасаются. Устанавливаем тепловое сопротивление равным 2,857е-6 К/Вт.

Теперь вновь соединим наши детали через вкладку Конфигурации и перейдем к определению конвекции этих деталей. По правой кнопке мыши выбираем Термические нагрузки, а затем открываем меню Конвекция. Выбираем грани теплоотвода, которые не касаются нагревающегося чипа.

Задаем коэффициент конвективной теплоотдачи: 200 Вт/м2К. Этот коэффициент характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Указываем массовую температуру окружающей среды, то есть температуру, которая окружает нашу модель. Для этого параметра установим 300 К (рис. 6).

рис.6рис.6

То же самое сделаем и для чипа. Выбираем внешние грани чипа, задаем коэффициент конвективной теплоотдачи равным 90 Вт/м2К, а массовую температуру окружающей среды, как и в предыдущем случае, 300 К.

Результаты

Запустим исследование (рис. 7). По умолчанию сетка будет построена автоматически.

рис.7рис.7

Исследование завершено, можно ознакомиться с распределением температуры. Для этого выберем параметр Ограничение сечения по плоскости справа (рис. 8).

рис.8рис.8

Теперь мы видим, как температура распространяется от чипа по теплоотводу (рис. 9).

рис.9рис.9

Задание переходного процесса

Если мы хотим узнать, за какое время нагревается теплоотвод, нужно задать переходный процесс. Для этого скопируем наше исследование (рис. 10).

рис.10рис.10

Щелкнув по исследованию правой кнопкой мыши, зайдем в его свойства (рис. 11).

рис.11рис.11

Изменим тип решения на Переходный процесс. Укажем общее время (например, 100 секунд) и установим пятисекундный временной интервал (рис. 12).

рис.12рис.12

Теперь для выполнения нестационарного термического исследования требуется использовать начальную температуру. Выбираем температуру в Термических нагрузках и задаем начальную температуру для всех тел: 22C (рис. 13).

рис.13рис.13

Запускаем решение. Получив результат, можем посмотреть распределение температуры и ее значение в выбранный момент времени (рис. 14).

рис.14рис.14

Вывод

Инженерный модуль SOLIDWORKS Simulation позволяет проводить термический анализ, анализировать распространение температуры по деталям, исследовать изменение температуры с течением времени и многое другое. Если вы хотите смоделировать тепловые потоки, которые исходят из деталей, вам потребуется другой модуль: SOLIDWORKS Flow Simulation. Но о нем мы расскажем в следующий раз.

Автор: Максим Салимов, технический специалист по SOLIDWORKS, ГК CSoft. email: salimov.maksim@csoft.ru

Подробнее..

Советы и трюки SOLIDWORKS

02.06.2021 10:16:01 | Автор: admin

В своей работе мы много общаемся с клиентами, и в результате у нас собрался целый пул часто задаваемых вопросов по линейке SOLIDWORKS. Тогда мы решили записать серию коротких видеороликов с ответами. Новые вопросы поступали, количество роликов росло В итоге мы решили организовать свой YouTube-канал Школа SOLIDWORKS, чтобы пользователи могли быстрее получать интересующую их информацию.

В этой заметке мы ответим на некоторые наиболее актуальные вопросы. Минимум воды, максимум пользы. Итак, начинаем наш краткий ликбез.

1. Как установить существующую библиотеку материалов

Файлы с расширением .sldmat содержат сведения о механических и физических свойствах материалов. Если вы скачали библиотеку с сайта i-tools.info, следующие 5 шагов помогут вам ее установить. Для добавления библиотеки необходимо открыть любую деталь в SOLIDWORKS:

1. В дереве конструирования FeatureManager нажимаем правой кнопкой мыши на Материал.

2. Выбираем пункт Редактировать материал.

3. В левом поле открывшегося окна кликаем в любом месте правой кнопкой мыши и выбираем Открыть библиотеку.

4. Выбираем директорию, в которой находится файл .sldmat, либо копируем его в папку с пользовательскими материалами SOLIDWORKS. Уточнить папку, выбранную по умолчанию, можно в разделе Настройки пользователя Месторасположение файлов Отобразить папки для Базы данных материалов.

5. Выбираем файл с расширением .sldmat и нажимаем кнопку Открыть.

Библиотека установлена! Если она не отображается в окне, необходимо закрыть и вновь открыть окно редактирования материала.

2. Можно ли работать на любом компьютере с установленным SOLIDWORKS, используя лишь свою лицензию?

ДА! Это называется онлайн-лицензирование SOLIDWORKS Online Licensing. Вам потребуются лишь компьютер с доступом в интернет и SOLIDWORKS выше версии 2018 года.

Данная функция важна пользователям, которые сталкиваются с ошибками активации лицензий SOLIDWORKS или которым необходимо использовать одну лицензию SOLIDWORKS на нескольких компьютерах.

Можно сказать, это лицензия SOLIDWORKS, которая находится в облаке.

3. В чем отличие SOLIDWORKS Simulation Standard и пакета Simulation Standard, входящего в SOLIDWORKS CAD Premium?

a) В SOLIDWORKS CAD Premium нельзя строить диаграмму усталости, усталостные напряжения и получать количество циклов до разрушений.

b) В SOLIDWORKS Simulation Standard доступен анализ тенденций, то есть построение зависимостей в результатах различных повторов статического исследования. Например, меняя нагрузку, можно отслеживать напряжение, перемещение и т.д.

4. Как показать основные плоскости компонентов в сборке?

Для этого нужно включить Просмотр плоскостей:

А затем выбрать значок Скрыть / Показать основные плоскости:

5. Как выбирать спрятанные грани, не применяя функцию Скрыть деталь?

Например, вам нужно выбрать грань для создания сопряжений. Самый простой способ навести курсор мыши на спрятанную грань и нажать клавишу Alt (деталь, которая закрывает нужную вам грань, станет прозрачной), а если деталь спрятана глубже, нажмите Alt еще раз.

6. Как посмотреть на деталь из сборки, не открывая деталь отдельно?

Нажимаем правой кнопкой мыши на интересующую нас деталь и выбираем функцию Окно предварительного просмотра компонента.

Открывается отдельное окно с выбранной деталью, в котором можно выбирать грани для сопряжения с другими деталями из сборки. Кроме того, с помощью функции Синхронизировать ориентацию вида обоих графических окон мы можем вращать сборку и деталь синхронизировано, что поможет при выборе сопряжений.

Хотите узнать больше? Подписывайтесь на наш YouTube-канал и изучайте SOLIDWORKS самостоятельно. Нужно обучение с профессионалами? Переходите по ссылке и выбирайте курс.

Автор: Максим Салимов, технический специалист ГК CSoft, solidworks@csoft.ru

Подробнее..

Электрические батареи, цифровизация и инструменты проектирования

21.09.2020 18:14:10 | Автор: admin
Итак, батареи, батарейки, аккумуляторы С ними мы сталкиваемся повсюду в автомобиле, в смартфоне, в часах и карманных фонариках, да и в любом компьютере. И, конечно, они применяются не только в быту, но и в самых разных отраслях от авиации и космонавтики до медицины. Но почему именно сегодня такой хайп вокруг этой отнюдь не новой технологии?

Электрические батареи разного типа и формата уже давно стали неотъемлемой частью жизни современных людей. Считается, что первая батарея была создана около 2000 лет назад. Она состояла из глиняной банки, заполненной уксусом, железного стержня и медного цилиндра. С тех пор в технологии изготовления этих источников энергии многое изменилось. Современные батареи развиваются и совершнствуются более двух столетий. Батарею, подобие которой используется в наше время, в 1798 году создал Алессандро Вольта. Помимо собственных знаний Вольта использовал результаты опытов Луиджи Гальвани.

image

Эта технология продолжает улучшаться, развиваться, снижается стоимость ее внедрения. Сегодня нас окружают электрифицированные приборы. Более того, многие устройства и системы просто невозможны без автономного источника питания электрической батареи. Начиная от смартфона и портативных наушников и заканчивая электрическими автомобилями, беспилотными летательными аппаратами, медицинскими устройствами и автономными энергоустановками жизнеобеспечения жилых помещений и больниц. При этом количество электрифицированных устройств, систем с автономным электрическим источником питания в современном мире стремительно растет. Батареи находят применение в самых разных устройствах: бытовых, транспортных, инфраструктурных, медицинских.

Все цифровые устройства, такие как плееры, смартфоны и другие носимые гаджеты, а также электромобили все более совершенствуются в своих возможностях, а определяются эти возможности главным образом запасаемой в аккумуляторах энергией.

Технология электрических батарей известна давно, но полноценное их применение началось в 20-ом веке, шел непрерывный процесс усовершенствования технологии: повышение эффективности, снижение стоимости производства батарей, уменьшение веса и многое другое.

В последние годы рост востребованности батарей и аккумуляторов на мировом рынке запустил множество инновационных разработок. Некоторые из них сейчас активно тестируются. Исследуются сверхлёгкие литий-металлические, литий-титанатные аккумуляторы, гибкие аккумуляторы для носимых устройств, алюминий-воздушные аккумуляторы, углеродные с очень высокой скоростью зарядки, недорогие в производстве органические и многие другие. Усовершенствованные батареи должны быстрее заряжаться, хранить в разы больше энергии и выдерживать большее количество циклов зарядки-разрядки.

Инструмент для инженера


С помощью каких инструментов инженеры могут проектировать высокоэффективные, сложные электрические системы? В контексте методологии системного инжиниринга компания Dassault Systemes создала специальный инструмент для разработки электрических батарей библиотеку BATTERY LIBRARY в системе имитационного математического моделирования поведения систем DYMOLA. Это библиотека математического моделирования поведения, работы электрической батареи и ее вспомогательных систем.

image

Она основывается на языке Modelica, применяется для интеграции электрических аккумуляторных батарей в сложные электрические системы с независимым, автономным энергоснабжением. Имеется математическая модель ячейки: химическая, термодинамическая, электрическая, модель старения химических элементов, а также готовый шаблон реализации требований стандартов ISO.

Особенность данного инструмента сниженный порог вхождения в технологии. Специалисту, разрабатывающему электрифицированную систему, не требуется профильное образование и какой-то огромный опыт в данной области. Весь мировой, инженерный опыт в этой сфере заключен в математических уравнениях данной библиотеки. Разработчик может быть уверен, что с ее помощью он создаст эффективную, современную, отвечающую всем мировым стандартам электрическую батарею и её вспомогательные системы. По сути, это кладезь инженерного опыта. Такой инструмент значительно упрощает создание конкурентоспособного изделия.

Электрофикация всей страны


Тренд электрофикации сегодня наблюдается во многих отраслях. Например, в аэрокосмической отрасли можно выделить два основных направления: замену механических и части гидравлических систем управления летательным аппаратом на электрические и, тем самым повышение автономности, компактности, упрощение эксплуатации. Это стало возможным благодаря возросшей надёжности и технологичности электрических систем и в частности аккумуляторных батарей.

Батареи незаменимы там, где важен критерии автономности. Например, в Сколково разработали экзоскелет, который применяется при реабилитации опорно-двигательного аппарата пациентов. Другое его применение -снижение физической нагрузки на предприятиях. Система экзоскелета была бы невозможна без автономного источника питания, без батареи. Только если она будет отвечать всем современным требованиям, продукт может быть востребованным и конкурентоспособным.

Один из последних трендов в авиации это стремление снизить воздействие на окружающую среду. Электрические силовые установки, которые, как известно, ничего не выбрасывают в атмосферу, требуют развития и применения буквально всех типов электробатарей литий-йонных, водородных, гибридных.

Если же говорить про космос, то тут и без внешних факторов всё очевидно: все применяемые источники электроэнергии, по сути батареи: солнечные, химические (литий-йонные, литий-кадмиевые, водородные и т.д.), а также радиоизотопные (РИТЭГ). Единственная альтернатива им ядерный реактор.

Электрические батареи используются в резервных системах автономного питания (центрах обработки данных, больницах и других критических объектах), электропоездах, электромобилях, дронах, в тяжёлом машиностроении (экскаваторы, погрузчики), судостроении (гидроциклы).

В конце сентября концерн BASF начинает серийное производство новых батарей без лития. Пока такие технологии дороги, но запрет на классические дизели и даже на двигатели внутреннего сгорания подстегнет развитие электротранспорта. Например, в Швеции новые автомобили с дизельными или бензиновыми двигателями не будут продаваться после 2030 года, Норвегия планирует ввести запрет на продажу автомобилей с ДВС с 2025 года, а Дания, как и Швеция с 2030 года. Среди государств, принявших аналогичные нормы, есть и такие крупные экономики, как Великобритания и Франция. Последние склоняются к запрету ДВС к 2040 году.

В современных реалиях разработчик той или иной системы с автономным источником электрического питания уделяет ей огромное внимание, т.к. от этой подсистемы во многом зависит, насколько будет успешным разрабатываемый им продукт.

Одно из наиболее перспективных направлений водородные топливные элементы.

Водородные топливные элементы


Одним из инженерных трендов в области новых источников питания для силовых установок различных автономных систем являются водородные топливные элементы. Первый водородный топливный элемент сконструирован английским ученым Уильямом Гроувом в 30-х годах XIX века. Была продемонстрирована возможность производства энергии в водородно-кислородном топливном элементе с использованием кислотного электролита. NASA использовало обновленный топливные элементы на космических аппаратах Аполлон в качестве главного источника энергии.

image

Водородный топливный элемент технология, которая при должном развитии в будущем может вытеснить углеводородное топливо. Главное преимущество водородных элементов экологичность. Уже сконструированы системы топливных элементов, которые питают компьютерные системы, освещение небольших дворов и даже легковые автомобили и автобусы. Планируется даже запуск самолетов на водородных топливных элементах.

На сегодня существует уже немало реализованных проектов: легковые автомобили, военные автономные источники бесперебойного питания, беспилотные летательные аппараты, а в середине прошлого года Билл Гейтс заказал себе яхту на водородных топливных элементах.

В РФ данная технология хорошо известна, есть передовые разработки. Они применяются в летающих беспилотниках, создан поезд на водороде: группа Трансмашхолдинг вместе с Росатомом планируют выпускать в России поезда на водородном топливе, а РЖД рассматривают остров Сахалин как пилотный полигон для их запуска.

За рубежом BMW и Toyota разработали водородную трансмиссию для экологичных автомобилей. Трансмиссия на водородных топливных элементах ляжет в основу автомобиля Hydrogen Next от BMW. Компания Mercedes-Benz представила свой первый серийный автомобиль на водородных топливных элементах GLC F-Cell.

image

У водородных топливных элементов высокий КПД 60%. И по этому параметру водородная энергетика является наиболее привлекательным источником энергии. Данная технология в сравнении с электрическими батареями дает также ряд других преимуществ, таких как увеличенное время автономности изделия, более высокая энергоотдача.

Не требуется время для зарядки водородных топливных элементов, просто необходимо заправить их водородом. В частности, преимущества и особенности водородных топливных элементов востребованы в авиации. Например, беспилотники для мониторинга удалённых нефтегазовых или иных объектов должны обладать существенным запасом хода 4-5 часов. Обеспечить такие показатели не просто, и ВТЭ один из удачных способов. Сегодня в мире существует несколько перспективных проектов пассажирских самолётов на электрической тяге. Водородные батареи вполне могут стать ключевым элементом этих систем.

Основное применение на текущий момент высокотехнологичные проекты. Это общемировой тренд, и в будущем, при снижении стоимости реализации проектов, стоимости данной технологии она найдет широкое применение. И у Dassault Systemes имеется ряд успешно реализованных проектов в данной области.

Между тем, в настоящее время сложность и стоимость водородной технологии в процессе проектирования и производства останавливает многие инженерные сообщества, затрудняет ее применение. Поэтому важна компиляция инженерных данных покупая такие данные, не надо будет начинать с базовых вещей.

В помощь разработчикам


У компании Dassault Systemes имеется специальный инструмент для разработки систем на водородных топливных элементах библиотека Hydrogen Library в пакете имитационного математического моделирования поведения систем DYMOLA. Библиотека написана на языке Modelica, содержит ключевые компоненты систем на водородных топливных элементах PEM для интеграции в различные энергетические системы и силовые установки.

image

Создана детализированная модель стеков топливных элементов, модель зависимости температуры и давления различных газов: кислорода, водорода и водяного пара и многое другое. Разработчик может спроектировать эффективную, современную, отвечающую мировым стандартам систему на водородных топливных элементах и её вспомогательные подсистемы.

Dassault Systemes участвует во многих проектах как методологический консультант и поставщик ПО для моделирования, анализа, сравнения и интеграции данных.

image

Стандарт FMI


На помощь инженерам и разработчикам также приходит FMI (Functional Mock-up Interface) стандартизованный интерфейс, используемый в компьютерной симуляции при создании сложных кибер-физических систем. FMI открытый стандарт, разработанный для переноса моделей динамических систем между разными мультивендорными средами моделирования, а также для проведения совместных вычислительных экспериментов. Он позволяет решить одну из наиболее болезненных проблем в области системного проектирования обеспечить возможность переноса моделей между инструментами. На сегодняшний день стандарт FMI поддерживается о многих системах моделирования.

image

На сегодня стандарт FMI интерфейс для переноса и совместного использования моделей в различных средах моделирования стандарт, который становится всё более популярным.

Экспорт моделей в формате Functional Mock-up Unit (FMU) имеет разные приложения. Прежде всего, FMU может использоваться в разных средах и языках программирования. FMU также защищает интеллектуальную собственность, компилируя код модели в двоичный файл, что может быть полезно при обмене моделями с клиентами и коллегами.

image

FMI поддерживается многими инструментами разработки и используется во многих машиностроительных отраслях по всей Европе, Азии и Северной Америке. Он стал де-факто отраслевым стандартом для обмена имитационными математическими моделями.

Если в конце 20-го века в инженерном сообществе стандартом при разработке твердотельного макета изделия был формат STEP, STL или любой другой формат, то следующей вехой в развитии инструментов обмена инженерными данным становится формат FMI. Он описывает не только геометрические зависимости будущего изделия, твердотельную модель, но и его поведение, то есть как функционирует изделие в том или ином режиме работы.

Еще в 2008 году по техническому заданию Daimler AG компания Dassault Systemes создала европейский консорциум под названием MODELISAR, который после ряда технологических исследований и определил спецификацию будущей технологии и стандарта FMI. Его задачей было определить характеристики FMI, провести технологические исследования, доказывающие концепции FMI через разработанные сценарии использования.

Основная концепция при создании FMI состояла в том, чтобы поддержать определенный подход. Она основывается на том, что реальный продукт состоит из широкого спектра систем, подсистем и компонентов, которые взаимодействуют между собой сложным образом: контролируются, управляются многочисленными законами физики, описывающими работу, поведение той или иной подсистемы или компонента.

Было предложено следующее: дать возможность создать виртуальный продукт, куда можно собрать набор моделей систем и подсистем, каждая из которых модель физических законов. А также включить туда модель систем управления (с использованием элементов микроэлектроники и программного обеспечения). Все это собрано в единую цифровую имитационную математическую модель в виде FMI.

Наиболее широкое применение данная технология нашла в автомобильной промышленности. Например, головной разработчик транспортного средства создает математическую модель на верхнем уровне, генерирует файл и передает своим подрядчикам. Подрядчик получает файл в виде ТЗ и разрабатывает свою подсистему или какой-то компонент.

Затем головной разработчик собирает математические модели всех компонентов и подсистем, проводит комплексную сертификацию, валидацию, верификацию тех или иных инженерных решений, что, в свою очередь, улучшает коммуникации между разными инженерными предприятиями и организациями с подрядчиками. Для головного предприятия это также снижает риски: можно в любой момент поменять подрядчика, относительно быстро переключиться на другого. Кроме того, сокращаются сроки и циклы разработки новых систем.

Данный подход уже больше 10 лет находит применение и в других отраслях: авиации, приборостроении, судостроении, в разработке медицинского оборудования и многих других сферах.

Dassault активно работает над внедрением FMI. Математическое моделирование, как таковое, и формат FMI, в частности, стали неотъемлемой частью современного процесса проектирования.

В продолжение нашей статьи предлагаем вам посмотреть 3 видеоподкаста Dassault Systemes, раскрывающие темы Электрические батареи, Водородные топливные элементы и Functional Mock-up Interface FMI




Подписывайтесь на новости Dassault Systmes и всегда будьте в курсе инноваций и современных технологий.

Dassault Systmes официальная страница

Facebook
Vkontakte
Linkedin
3DS Blog WordPress
3DS Blog on Render
3DS Blog on Habr
Подробнее..

Известный гонщик людям с ампутированными конечностями это не приговор

20.05.2021 10:09:10 | Автор: admin

Травма

В 2008 году Шульц подписал контракт с новой командой. Во второй гонке Международной серии чемпионов (ISOC) по снокроссу он засиделся на старте и решил приложить все усилия, чтобы наверстать упущенное. Не рассчитав траекторию на пересеченной местности, Шульц потерял равновесие и вылетел из своего снегохода.

Он приземлился всей своей массой на левую ногу, которая в этот момент была полностью выпрямлена. Удара такой силы она не выдержала. Такое не приснится в страшном сне: моя нога оказалась у меня на груди, вспоминает Шульц. Я буквально ударил себя пальцем ноги по подбородку!

За свою гоночную карьеру Шульц перенес много повреждений, но эта травма не шла ни в какое сравнение с обычным переломом. Чтобы гонщик выжил, ему пришлось ампутировать левую ногу примерно на 7 сантиметров выше колена.

Только вперед

По словам отца Шульца, первое, что сказал его сын, отойдя от наркоза после операции, было: Надо жить и двигаться дальше. Весной 2009 года Шульц встал на свой первый протез. Несколько месяцев спустя он понял, что нужно кое-что получше, а именно такой протез, который позволил бы ему вернуться в спорт. Шульц был убежден, что сможет спроектировать его сам.

По своему гоночному опыту Шульц знал, как держать тело, чтобы успешно пройти трассу. Он также хорошо разбирался в подвеске и других механических компонентах своих снегоходов. Оставалось лишь применить это понимание для построения новой ноги.

Выжав максимум возможного из своей природной любознательности, вспомнив уроки черчения в девятом классе и потратив горы бумаги (а ластиков еще больше), Шульц вел разработку нового протеза ноги, с которым он вернулся бы к любимому делу. Чертежи, исправления, снова чертежи... и наконец, через полтора месяца проект был готов. Начались работы по изготовлению.

Через семь месяцев после травмы Шульц вышел на соревнования по суперкроссу Summer XGames и выиграл серебряную медаль на ноге, которую он сконструировал в своем гараже.

Помощь нужна многим

Именно в это время Шульц осознал, что его изобретение способно помочь не только ему самому, но и многим товарищам по несчастью.

Шульц видел, что вокруг много людей, перенесших ампутацию, но не потерявших тяги к езде на снегоходах, катанию на сноуборде и другим физическим активностям. Шульц начал раздумывать о том, как сделать изделие более универсальным. В начале 2010 года он основал компанию BioDapt, чтобы разрабатывать и производить высокоэффективные протезы ног для тех, кто не хочет отказываться от активного образа жизни и в том числе управлять автомототехникой.

Решение конструкторских проблем

Шульц готовит 2D-эскизы и передает их конструкторам, комментируя все неясные моменты. Дальнейшую проработку инженеры ведут в 3D CAD-системе.

SOLIDWORKS делает процесс намного проще и быстрее и позволяет нам добиваться гораздо большего, с энтузиазмом говорит Шульц. Компьютерные модели наших изделий мы испытываем в цифровом формате с помощью SOLIDWORKS Simulation, чтобы выявить все слабые места.

При разработке модели VF (Versa Foot) 2 перед инженерной командой стояла задача обеспечить компактность, не проиграв при этом в прочности, ведь в реальных условиях динамические нагрузки на протез могут превышать 2200 Н (225 кгс). Еще одна успешно решенная конструкторами задача это уникальная система опорных катков Moto Knee.

Рабочий ход амортизатора составляет 5 см, и нам нужно было сделать так, чтобы коленный шарнир за это время сгибался на 130 градусов, рассказывает Шульц.

SOLIDWORKS позволяет команде BioDapt работать не только вместе в офисе, но и дистанционно. Хотя сам Шульц регулярно выезжает на соревнования, он не теряет связей с коллегами и не отрывается от рабочего процесса. Шульц утверждает:

Возможность обмениваться проектными данными во время поездок ключ к постоянному прогрессу нашей компании.

Открывая двери для других

Супруга Шульца Сара была свидетелем того, как многие новые клиенты впервые надевали протезы BioDapt, и очень впечатлена их реакцией:

Их глаза светятся надеждой, к ним возвращается возможность заниматься любимым делом. Люди говорят Шульцу: Ты вернул меня к жизни.

В 2018 году на Паралимпийских играх 2018 года на пьедестал почета поднимались девять сноубордистов с протезами BioDapt. В общей сложности на их счету в этих соревнованиях 11 медалей.

Это был настоящий момент гордости для меня и всей моей компании, делится впечатлениями Шульц. Завоевать медаль самому это здорово, но еще большего стоит то, что ты можешь дать позитивный импульс многим другим людям.

Компания BioDapt продолжает развивать универсальность своих изделий. Идея Шульца в том, чтобы они позволяли заниматься как можно большим количеством видов спорта и других активностей. Сегодня систему Moto Knee можно использовать для катания на сноуборде, лыжах, велосипеде, внедорожных мотоциклах и квадроциклах, а также в силовых тренировках, верховой езде и водных видах спорта. Этот список продолжает расширяться: BioDapt ведет новые исследования и разработки, чтобы помочь тем, кто из-за ограниченных физических возможностей не мог раньше жить полноценной жизнью.

Свяжитесь с экспертом SOLIDWORKS, чтобы найти ответы на вопросы и обсудить любые Ваши потребности

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru