Ключевые выводы и рекомендации по организации процессов цифрового проектирования
Ниже приведены ключевые выводы и рекомендации для руководителей производственных предприятий, ответственных за организацию процессов цифрового проектирования:
· В основе работы производственного предприятия нередко лежат процессы, ориентированные, прежде всего, на бумажный документооборот. Такой подход делает фактически невозможным повышение уровня цифровой зрелости предприятия, что, в свою очередь, приводит к снижению конкурентоспособности предприятия на российском и глобальном рынках;
· Прежде всего следует определить, какие бизнес-процессы на предприятии должны поменяться согласно выделенным целям цифровизации. Эти процессы должны быть размещены в управляющей информационной системе (PDM/BPM/EDM/ERP) и выстроены вокруг цифрового двойника/электронного макета изделия;
· Любое рабочее место, исключенное из общей информационной шины предприятия, неминуемо является «узким местом» всего проекта повышения уровня эффективности. Использование CAD/CAE/CAM, PDM-систем способно обеспечить существенное продвижение для решения задач организации управления и работы с данными;
· Аддитивное производство и генеративный дизайн все больше входят в реальные проекты. Несмотря на то, что зачастую сложно сразу отказаться от классических способов проектирования и производства, необходимость оптимизации процессов диктует стремление всерьез присматриваться к новым технологиям, сравнивая экономические показатели и стратегические результаты от их опережающего применения.
В Главе 3 вы узнаете, как с помощью продуктов Autodesk реализовать проект повышения уровня цифровизации вашего предприятия, а также оптимизировать существующие производственные процессы.
Реализация процессов цифрового проектирования с применением решений компании Autodesk
Компания Autodesk предлагает обширный портфель программного обеспечения для цифрового производства (D&M). Он охватывает полный жизненный цикл производства изделия, включая создание эскиза, прототипирование, разработку документации, инженерные расчеты, проведение цифровых испытаний, подготовку презентационных материалов, подготовку производства, организацию хранения и обмена информацией.
Использование решений из портфеля Autodesk позволит применять к организации работы подходы, приведенные в главе 1, а также новые процессы, которые были представлены в главе 2.
Далее мы более подробно рассмотрим, применение каких инструментов и на каких этапах обеспечивает максимальную эффективность. Комплексный подход при внедрении и использовании данных систем позволяет обеспечить переход к технологии создания цифрового двойника и его дальнейшему применению на всем жизненном цикле.
Решения Autodesk хорошо зарекомендовали себя как при использовании традиционных методов проектирования и производства, так и при переходе к использованию современных и перспективных технологий – таких, например, как аддитивное производство, генеративный дизайн.
Обзор портфеля решений Autodesk
Распределение решений по этапам жизненного цикла изделия показано на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Распределение решений по этапам жизненного цикла изделия
Портфель программного обеспечения Autodesk для цифрового производства можно разделить на несколько функциональных блоков:
Блок «Промышленный дизайн» (стадия ЖЦП «Исследование и проектирование», этап КТПП «Разработка концепта ЭМИ/ЭСИ (СДИ)») включает в себя следующие программные продукты:
· 3ds Max – 3D-моделирование, анимация и визуализация;
· Alias – работа с поверхностями, в том числе класса А;
· Autodesk Rendering – быстрая высококачественная визуализация в облаке;
· Fusion 360 – новое поколение облачных 3D-программ для комплексных процессов разработки и промышленного производства изделий;
· VRED – 3D-визуализация и виртуальное прототипирование для автомобильных дизайнеров.
Блок «Цифровое проектирование» (стадия ЖЦП «Разработка», этап КТПП «Разработка ЭМИ (КТР)») включает в себя следующие программные продукты:
· AutoCAD – САПР для 2D- и 3D-проектирования;
· Inventor – 3D-САПР для машиностроительного проектирования;
· Fusion 360 – новое поколение облачных 3D-программ для комплексных процессов разработки и промышленного производства изделий;
· Navisworks Manage – ПО для проверки проектов с помощью 5D-анализа;
· Recap PRO – программное обеспечение и службы для лазерного и 3D-сканирования;
· Factory Design Utilities – концептуальное проектирование, планирование и проверка производственных помещений.
Блок «Анализ изделий и конструкций» (стадия ЖЦП «Разработка», этап КТПП «Разработка ЭМИ (КТР)») включает в себя следующие программные продукты:
· Autodesk CFD – инструмент для расчета потоков жидкостей и газов;
· Helius Pfa – мощный инструмент для анализа поведения композитных материалов;
· Inventor Nastran – встраиваемый в Inventor решатель, основанный на методе конечных элементов;
· Moldflow – симуляция литья из пластмасс под давлением;
· Robot Structural Analysis Professional – расчет конструкций.
Блок «Подготовка производства» (стадия ЖЦП «Изготовление (производство)», этап КТПП «Подготовка производства») включает в себя следующие программные продукты:
· Featurecam – программное обеспечение для программирования станков с ЧПУ;
· Hsmworks – организация высокоскоростной обработки, интегрируется с Solidworks;
· Inventor CAM – интегрированное решение для программирования различных видов обработки (от 2,5 до 5-осевой) для Inventor и Solidworks;
· Netfabb – комплекс для работы с аддитивными технологиями (проектирование и производство);
· Powermill – подготовка высокоскоростной и 5-осевой обработки;
· Inventor Nesting – ПО для раскроя деталей реальной формы в Inventor с целью оптимизации работы с плоскими заготовками;
· TruNest – ПО с расширенным функционалом подготовки производства по раскрою изделий из листовых материалов;
· TruComposites – надстройка для Inventor: эффективное проектирование процессов производства изделий из композитных материалов.
Блок «Анализ качества» (стадия ЖЦП «Изготовление (производство)») включает в себя программный продукт Power Inspect, предназначенный для проверки сложных поверхностей (относится к аппаратным средствам контроля).
Блок «Производство и эксплуатация изделия» (стадия ЖЦП «Эксплуатация») включает в себя прикладные решения на платформе Autodesk Forge для управления эксплуатацией изделия (см. раздел 3.6.1).
Блок «Управление инженерными данными» включает Autodesk Vault (PDM-система, управление инженерными данными).
Перечень продуктов достаточно широк, он позволяет обеспечить решение практически любой задачи, будь то проектирование, моделирование, расчет или подготовка к производству и контроль.
Табл. 3‑1. Портфель Autodesk по работам в процессе КТПП
| Работы в процессе конструкторской и технологической подготовки производства | Решения Autodesk | Краткое описание |
| Эскизное и концептуальное проектирование | ||
| Концептуальное проектирование | Inventor | Флагман машиностроительного проектирования в Autodesk, позволяет проектировать детали и узлы машин, механизмов с разной степенью детализации, от создания концепта до выпуска документации в производство. |
| Поверхностное моделирование. Дизайнерские задачи | Alias | Работа с поверхностями, в том числе класса А; затем поверхности передаются в САПР-системы для последующей работы. |
| Календарное планирование проекта | Navisworks | Консолидация САПР-данных из разных источников, осуществление связей геометрии с календарным графиком, диаграммами Ганта. |
| Трехмерное моделирование | ||
| Детали | Inventor | Располагает максимальным набором инструментов для разработки деталей, поверхностного и твердотельного моделирования. |
| Сложные поверхностные модели | Inventor, Alias | |
| Генеративный дизайн (генерация топологии деталей, порождающее проектирование) | Fusion 360 (также входит в Netfabb Ultimate) | |
| Узлы и сборки изделий | Inventor | Позволяет создавать сборочные единицы на основе деталей. |
| Листовые детали | Inventor | Проектирование деталей из листового материала с использованием специализированных инструментов, существенно ускоряющих процесс создания деталей. Возможность выпуска документации на развертки. |
| Каркасные конструкции | Inventor | Инструмент «Генератор рам» позволяет быстро создавать каркасные сборки, основанные на скелетных заготовках. |
| Трубопроводные системы | Inventor | Разработка трубопроводных систем на основе шаблонов: рукава высокого давления, гибкие шланги, сварной/паяный трубопровод. |
| Прокладка электрических кабелей по 3D-модели | Inventor | Инструмент, позволяющий соединить кабельными системами электрические компоненты, уложить провода в жгуты, создать рабочую документацию. |
| Крепежные элементы | Inventor | Доступна библиотека крепежных и стандартных элементов; существует возможность использования специальных инструментов, создающих конструктивные элементы, крепежные пакеты фланцевого соединения. |
| Детали вала | Inventor | Моделирование тел вращения с добавлением конструктивных элементов, использование генератора вала. |
| Передачи | Inventor | Проектирование зубчатых передач с возможностью создания компонентов или добавления элементов в существующие детали. |
| Проектирование электротехнической составляющей изделий | ||
| Принципиальные схемы | AutoCAD Electrical | Создание принципиальных электрических схем шкафов. |
| Электромеханические изделия | Inventor, AutoCAD Electrical | Прокладка кабельных систем в Autodesk Inventor в соответствии с принципиальными схемами, разработанными в AutoCAD Electrical. |
| Большие сборки | ||
| Разработка больших сборок машиностроительных изделий | Inventor | Autodesk Inventor позволяет оперировать большим количеством деталей в сборке. Существуют уровни детализации, упрощающие представление сложных сборок. |
| Консолидация больших трехмерных проектов из разрозненных источников, анализ коллизий | Navisworks | Для случаев работы с экстремально большими сборками существуют технологии Navisworks, позволяющие соединять разделы проекта, в том числе созданные в разных САПР. |
| Внешние данные | ||
| Векторизация сканированных бумажных документов | AutoCAD Raster Design | |
| Наработки в 2D/3D-САПР других производителей | AutoCAD, Inventor | |
| Данные трехмерного сканирования | Inventor, ReCap | Возможность использования в среде разработки данных трехмерного сканирования позволяет совместить реальное пространство с виртуальным. |
| Параллельная работа в условиях многовендорных решений по САПР | Inventor | Технология AnyCAD, позволяющая собрать фрагменты разных САПР в Inventor посредством ссылок. Это обеспечивает возможность автоматического обновления моделей в Inventor в случае продолжения работы над ними в сторонних САПР. |
| Инженерный анализ | ||
| Экспресс-анализ: прочность, кинематика, пресс-формы для литья из пластмасс под давлением | Inventor Professional | В Inventor встроены решатели, способные работать со стержневыми, объемными элементами и оболочками. Также есть возможность проведения кинематических расчетов и симуляции литья пластмасс под давлением. Набор таких инструментов на рабочем столе конструктора позволяет оценить работоспособность деталей и узлов еще на стадии ранней разработки. |
| Кинематика | Inventor Nastran | |
| Прочность/деформации/устойчивость/ударные и др. | Inventor Nastran | Nastran in-CAD позволяет провести более глубокий анализ работы деталей. Существует возможность запуска нелинейных расчетов, расчета на потерю продольной устойчивости, ударные и вибрационные нагрузки, расчета напряжений, связанных с термической нагрузкой, оценки усталости материала и т.д. |
| Гидрогазодинамика | Autodesk CFD | Позволяет провести анализ потоков жидкостей и газов, а также их смесей, оценить скорости потока, давления, расход, распределение температуры. Оперирует CAD-моделями. |
| Литье пластмасс под давлением | Autodesk Moldflow | Моделирование литья пластмасс под давлением предоставляет производителям инструменты для конструирования, оптимизации и проверки пластмассовых деталей и литьевых пресс-форм, а также для анализа процессов, происходящих во время литья. |
| Конструкторская, проектная и иная документация | ||
| Визуализация | Inventor, 3ds Max, VRED | Встроенные модули визуализации в Inventor позволяют получить высококачественные изображения будущего изделия. Для получения фотореалистичных изображений есть возможность передачи трехмерных моделей в 3ds Max. |
| Эксплуатационные и сборочные руководства | Inventor | В Inventor существует возможность создания анимации с последовательностью сборки/разборки. |
| 2D-чертежи | Inventor, AutoCAD Mechanical | Разработка конструкторской документации в 2D на основе подготовленных моделей. |
| Управление инженерными данными и совместная работа | ||
| Организация совместной работы проектных групп | Vault Professional | |
| Управление инженерными данными, жизненным циклом изделия и совместная работа | Vault Professional | |
| Подготовка производства | ||
| Анализ допусков | Inventor Tolerance Analysis | |
| Оптимизация раскроя листовых деталей | Inventor Nesting | Позволяет группировать детали на листе-заготовке по материалу и толщине на основе сборочной единицы с учетом количества. |
| Проектирование пресс-форм для литья | Inventor Professional | |
| ЧПУ | См. ниже | |
| Фрезерная обработка | PowerMill, Inventor CAM, Fusion 360 | |
| Токарная обработка | PowerMill | |
| Роботы | PowerMill | |
| Гибридная аддитивно-субтрактивная обработка | PowerMill | |
| Инструментальный контроль формы | PowerInspect | |
| Подготовка производства по раскрою изделий из листовых материалов | TruNest | |
| Проектирование процессов производства изделий из композитных материалов | TruComposites | |
| Аддитивное производство | ||
| Экспресс-инструменты подготовки 3D-печати | Fusion 360 | |
| Полный комплекс инструментов подготовки 3D-печати, оптимизации моделей под аддитивное производство и математического моделирования процессов 3D-печати из металлов | Netfabb | |
2.
2.1.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 259; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!