3dexpirience

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.



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.



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.


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.



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.



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


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.


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.


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.


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

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.


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.


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.

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.


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.

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

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.


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.



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.


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.

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.



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.



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

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.



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.


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.

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.

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.



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.


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

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

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.

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.


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.