САПР и ГИС в современной экономике. Сапр камаз


E3.Series | Истории успеха | Проектирование электрики грузовиков КАМАЗ с помощью САПР E3.series

Алексей Владимирович Пуртов, исполняющий обязанности главного конструктора НТЦ ОАО «КАМАЗ»

Современные автомобили, – как легковые, так и грузовые, – настолько насыщены электрикой и электроникой, что их разработка превратилась в сложную электротехническую задачу. Без использования разнообразной электроники сегодня просто невозможно соответствовать экологическим нормам. Более того, все без исключения системы автомобиля стали электронными: система безопасности, система управления двигателем, система управления тормозами и другие. И все эти системы содержат множество жгутов, так что автомобили усложняются не только технически, но и – скажем так – электрически. Соответственно, САПР для электрики стала одним из важнейших инструментов разработки автомобилей..

Когда на КАМАЗе было принято решение о внедрении такой САПР, главным для нас было «правильно вписать» систему проектирования электрики и электроники в наши процессы проектирования изделия в целом. То есть основным критерием для внедрения электрической САПР стала ее успешная стыковка с уже имеющимся у нас программными продуктами NХ и Teamcenter (оба от Siemens).

А кроме этого обязательным условием было удобство интеграции и повышение эффективности работы, потому что число проектов, ведущихся сейчас на КАМАЗе по выпускаемым продуктам, очень велико, и старыми методами мы с этой работой просто не справились бы.

Мы просмотрели различные САПР и приняли решение вложить значительные средства в покупку и внедрение Е3.series – именно по критериям удобства работы в ней, а также по степени ее интеграции с нашими действующими программными системами.

В процессе такого внедрения нашим специалистам удалось собрать в единый электронный проект все модификации грузовика. При этом выдачу конструкторской и технологической документации, включая все схемы и жгуты, на каждое конкретное исполнение грузовика конструкторы реализовали с помощью функционала вариантов и опций системы Е3.series – фактически это сводится к простановке галочек в опросном листе.

Нужно обязательно учитывать, что грузовой автомобиль намного сложнее, чем легковой, так как у него всегда имеется много разных модификаций, которые нельзя полноценно реализовать просто путем организации отдельных разработок. И при этом грузовой автомобиль  обязательно является «опциональным», потому что он конфигурируется под каждого отдельного заказчика. Такая конфигурация определяет всю «железную» часть и весь состав компонентов автомобиля – так что должна соответственно конфигурироваться и электрическая часть.

Поскольку сам автомобиль у нас опциональный, то и его электрическая часть должна «откликаться» на те же самые опции и варианты. Вот почему мы создали именно такую многомерную модель данных, в которой одними и теми же опциями управлялись и сам автомобиль, и входящая в его состав электроника, – чтобы в результате всегда получалась взаимосогласованная конструкция.

В результате уже сегодня инвестиции в систему Е3.series оправдали наши ожидания в смысле экономической эффективности. Более того, они окупили себя даже на самой первой пробе, когда мы стали вводить в Е3.series уже почти разработанную документацию на абсолютно новый автомобиль. При этом мы обнаружили парочку очень серьезных ошибок, которые до этого были сделаны на чертеже. Е3.series просто не позволила нам внести эти ошибочные данные в документацию.

Собственно, это и стало для нас поворотным моментом, после которого мы резко расширили применение Е3.series – по всем новым проектам, по перспективным автомобилям, а сейчас мы переводим даже серийные автомобили на этот инструментарий. И все новые проекты, естественно, делаются уже с применением системы Е3.series.

e3series.ru

Гоночный КАМАЗ — теперь в КОМПАС-3D

Михаил Паньков Инженер-технолог 1-й категории отделения разработки управляющих программ для станков с ЧПУ, НИЦ (г.Курск) ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ

Если это возможно, это уже сделано; если это невозможно, это будет сделано. Шарль Александр Колонн

Впервые с САПР я познакомился в тогда еще Курском государственном техническом университете (сегодня — Юго­Западный государственный университет) на 1­м курсе дисциплины «Компьютерная графика» в 2000 году.

В 2003­м, когда я уже работал на полставки инженером­конструктором на подшипниковом заводе, мне как­то на глаза попался диск с облегченной версией КОМПАС­3D LT. Трудно было осваивать новое дело без всякой помощи, без Интернета, без книг, но грамотно написанная русифицированная справка сделала свое дело, и я понемногу стал моделировать в КОМПАС­3D.

В 2006 году я перешел в Курский НИИ инженером­технологом 3­й категории. Каково же было мое удивление, когда я узнал, что в отделении стоит лицензионная версия КОМПАС­3D V6 Plus. Специфика моей работы такова, что КОМПАС я использую как промежуточное звено между конструкторской разработкой и CAM­системой ГеММа­3D для написания управляющих программ. В основном это конвертирование разработанных моделей или эскизов через разные форматы в CAM­систему. Но меня не устраивало использование САПР на таком минимуме ее возможностей. С каждым днем я стал совершенствовать свой опыт, делая модели и сборки различной сложности. Сейчас я лишь изредка обращаюсь к справке: даже если присутствует новый функционал системы, мне хватает подсказок в строке состояния.

Когда я работал в LT­версии, мне всегда хотелось сделать какую­нибудь сложную конструкцию в 3D, чтобы в ней использовался практически весь функционал системы. Всё в том же 2003 году на диске с LT­версией была статья о Конкурсе АСов 3D­моделирования, организованном разработчиком КОМПАС­3D, где специалисты разных предприятий нашей страны соревновались в лучшем освоении CAD­системы. Меня это очень заинтересовало и я решил, что в будущем обязательно отправлю на конкурс свою работу.

В 2012 году был объявлен конкурс МАСТЕР­3D среди непрофессионалов, работающих в версии КОМПАС­3D V13 Home. Я принял в нем участие, но моя работа не получила высоких результатов. Не опуская руки, я начал разбираться, чего мне не хватило в работе. После просмотра вебинара с участием победителей и конкурсантов, устроенного организаторами конкурса, стало понятно, на что обращают внимание судьи. Старт следующего МАСТЕР­3D был обещан на конец 2012 года. Я решил принять участие в нем и уже занялся подготовкой проекта, но вскоре узнал о заключении партнерского соглашения между компанией АСКОН и спортивной командой «КАМАЗ­мастер» и проведении внеочередного конкурса на моделирование гоночного грузовика КАМАЗ в двух номинациях: «Копия» и «Будущее».

Долго сомневался — участвовать или нет. О команде «КАМАЗ­мастер» я, конечно же, слышал, но не был ее страстным поклонником. Но я неравнодушен к мощной технике, каковым является грузовой гоночный болид в 9,5 тонн разгоном до 100 км/ч за 9,8 с и мощностью движка в 830 л.с.

Посмотрев в Интернете видео тест­драйвов, фотографии с самых известных ралли­рейдов,  я поставил себе задачу­минимум — сделать пластиковый козырек на крышу. Если получится, буду участвовать и сделаю всё остальное. Почему именно козырек? Я планировал сделать его с помощью появившегося в последних версиях КОМПАС­3D функционала поверхностного моделирования, которое гораздо сложнее обычных операций булевой алгебры.

Первое, что я сделал, — покопался в Интернете на предмет качественного фото. Масштабный поиск снимков в высоком разрешении дал положительные результаты. Скачивал также виды, где был запечатлен интерьер кабины, кузова, узлы рамы, мосты и другие детали.

Второе — провел поиск самого механизма автомобиля КАМАЗ, а именно обучающие плакаты, где какая деталь стоит и к чему пристыковывается. Затем это сравнивалось с фотографией гоночного грузовика и разрабатывалось снова с учетом пропорций.

При работе использовалась информация и фото с  официального сайта «КАМАЗ­мастер» www.kamazmaster.ru об интерьере кабины и технических данных грузовика, в частности: межколесное расстояние (база), габариты автомобиля, а также расположение и наличие основных узлов и механизмов. Я решил не заимствовать чужие векторные наработки, найденные в Интернете, а сделать вектор с нуля. Но для этого было необходимо найти хорошие снимки хотя бы двух проекций грузовика (фронтальной и профильной). Потом их требовалось приблизительно сопоставить по масштабу, учитывая реальные габариты. Начался процесс мега­векторизации, который продолжался не один день (рис. 1).

Рис. 1. Результат векторизации фотоснимков

Рис. 2. Козырек

Козырек получился (рис. 2), и я отложил модель, которую готовил к МАСТЕР­3D 2013, и занялся КАМАЗом, периодически наблюдая за тем, как команда выступает в Африке и на ралли «Дакар».

Работу я решил разбить на пять этапов:

  1. моделирование кабины, включая каркас и интерьер;
  2. моделирование кузова с каркасом и интерьером;
  3. моделирование рамы;
  4. моделирование механизмов;
  5. нанесение рекламы.

Также было принято решение по возможности оптимизировать число однотипных сборок, чтобы снизить нагрузку компьютера. В некоторых случаях, чтобы снизить загрузку ОЗУ, приходилось уже вставленные в сборку детали и узлы фиксировать и исключать из расчета. Это помогало оперативнее перестраивать большие сборки.

Рис. 3. Кенгурятник с прожекторами

Поскольку я начал работу с пластикового козырька, дальше нужно было моделировать кабину. Но ее я оставил на следующий шаг и занялся моделированием кенгурятника с прожекторной защитой (рис. 3). Как и козырек, он тоже моделировался по­новому: в основном использовались кинематические операции, но не по 2D­, а по пространственной кривой, функционал которых также включен в последние версии КОМПАС­3D. По такому же принципу строилась подножка на ступеньке в кабине и выхлопная труба.

Для экономии времени кабину я сделал цельной, за исключением интерьера, рамы, дверей и крыши. При ее создании использовалась булева операция Пересечение в сочетании с элементом Оболочка, чтобы придать плавность внутренним поверхностям кабины и сделать ее тонкостенной. Булева операция работает, когда в модели существует более одного тела. Как видно из скриншота (рис. 4а), взаимное пересечение тел (операции вращения усеченной окружности использовались для придания плавности боковым поверхностям кабины, фронтальной и тыловой) дало нужный результат (рис. 4б). Команда «Оболочка» часто применялась в моем проекте, потому что с ее помощью можно легко монолитный твердотельный элемент сделать тонкостенным. Помимо кабины такую операцию я применил при разработке картера мостов, канистр, государственного автомобильного номера и других деталей.

Рис. 4. Процесс построения кабины с помощью булевых операций

Моделировал я КАМАЗ 4326­9 со «старой» кабиной, который участвовал в ралли «ДАКАР 2012» под управлением Ильгизара Мардеева. Два лобовых стекла взаимозаменяемы, как в старой кабине, два дворника, фальш­решетка радиатора «старого» образца, большие фары, широкие боковые щитки — это лишь малая часть отличий от «новой» кабины. Было нелегко пристыковать две таблички с логотипами «КАМАЗ­мастер» и «ДАКАР» на фальш­решетку, потому что таблички плоские, а решетка имеет форму усеченной сферы. Пришлось провести много расчетов, чтобы предварительно состыковать эти детали по касательной, под углом, путем построения 12 вспомогательных плоскостей разных видов (рис. 5).

Рис. 5. Построение вспомогательных плоскостей в фальш-решетке радиатора

Рис. 6. Кабина: вид изнутри

Далее в процессе сборки было сделано по четыре отверстия на каждую табличку, за счет чего сложные сопряжения были удалены и сделаны новые по соосности элементов (заклепок).

При моделировании интерьера кабины (рис. 6) особую сложность составило соблюдение пропорций, поскольку прямых видов внутренностей кабины найти в Интернете не удалось. Чтобы не обидеть ни одного из членов команды и правильно разместить элементы управления,  пришлось моделировать «на глаз». Да что там говорить — моделировать «на глаз» пришлось практически все элементы, главное, чтобы они не вылезали за габариты того или иного узла.

При создании рулевого колеса, кресел, тумблеров, рукояток, переключателей, вентиляторов, индикатора ограничения скорости, ламп внутреннего освещения, а также самого главного элемента кабины — приборной панели использовался практически весь функционал КОМПАС­3D и все способы построения операций. Подробнее хочу остановиться, на мой взгляд, на самых редких в использовании операций и интересных для меня (а может, и для читателя) функций, которые до этой работы я практически нигде не применял.

При построении кресел использовалась, на мой взгляд, самая капризная и ювелирная в плане построения и перестроения детали, операция По сечениям (рис. 7) — стоило немного изменить один из эскизов, и конечный результат мог оказаться непредсказуемым.

В итоге получилось слегка угловатое, но, по­моему, симпатичное кресло с пятиточечными ремнями безопасности.

Рис. 7. Результат построения кресла с помощью операции По сечениям

Рис. 8. Крыльчатка вентилятора

Вытягивание эскиза вдоль кривой (спираль цилиндрическая или коническая) я раньше применял при моделировании пружин, но здесь использовал этот прием при построении крыльчаток вентиляторов (рис. 8) — всего­то нужно было увеличить шаг и уменьшить количество витков.

И это еще не всё. Спираль вдоль кривой для меня была открытием, и я воспользовался этим методом построения для моделирования шнура рации (рис. 9). Пиктограмма По плоской кривой появляется при выборе одного из двух методов построения спирали, поэтому обнаружил я ее совершенно случайно.

Рис. 9. «Кинематика по криволинейной спирали» на примере построения шнура рации

Рис. 10. Рама кабины

Рис. 11. Каркас кузова

Рама кабины (рис. 10) и каркас кузова (рис. 11) состоят из большого числа труб, сделанных в основном кинематикой или тонкостенным выдавливанием.

При моделировании таких элементов, как кузовные двери, боковые решетки воздухозаборников, кожух рулевой колонки, поддоны, подножки, топливный бак, защита переднего моста и других тонкостенных узлов, практически везде применялись операции листового тела. Когда я впервые столкнулся с моделированием листового тела, оно показалось мне неудобным: нужно сначала построить одно тело, затем согнуть и т.д. Но потом я попробовал совершенно другой метод, когда рисуешь сразу профиль согнутого тела. Если оно сложное, то потом добавляешь, вырезаешь, сгибаешь, а в конечном счете все разгибаешь, и получается идеальная развертка. Так я поступил с проектированием кожуха рулевой колонки (рис. 12).

Рис. 12. Кожух рулевой колонки

Рис. 13. Операция Обечайка на примере построения топливного бака

Режим Обечайка я попробовал на топливном баке (рис. 13). Кроме того, я опробовал новую функцию Изменение положения — потрясающая операция для специфики моей работы! Сейчас объясню почему. Я работаю с 3D­моделями, когда пишу управляющие программы для станков с ЧПУ. И почти всегда конструктор при моделировании не привязывает деталь к какой­то определенной базе. Так вот — эта операция позволяет смещать базу, менять положение осей координат так, как захочется, что имеет существенное значение при позиционировании детали в координатах соответствующего станка.

Попробовать новые операции листового тела я решил на детали Песочный трап — профильный лист металла с отверстиями большого диаметра, используемый для подкладки под колеса, когда машина зарывается в песок. Так как для операции Открытая штамповка (рис. 14) в эскизе в листовом теле должен присутствовать только один контур (а в трапе порядка 50 отверстий), то при его проектировании было решено воспользоваться командой Массив по точкам, но она не сработала. Пришлось делать 50 отверстий «вручную». А вообще операция Массив по точкам очень спасала при расстановке стандартных элементов в сборке того или иного узла. Порадовала команда Буртик — она сработала при наличии в эскизе двух элементов.

Команду Жалюзи я попробовал на фильтр­решетке бокового воздухозаборника (рис. 15).

Рис. 14. Операция Открытая штамповка и Буртик на песочном трапе

Рис.15. Команда Жалюзи

При моделировании ящиков для инструмента и запасных частей я воспользовался параметризацией с использованием переменных. Раньше я не часто применял ее на практике, потому что она отнимает много времени на проработку всех взаимосвязей, зато потом облегчает процесс проектирования при перестроении. Но здесь я решил с ней попрактиковаться. Ящики были однотипные и различались всего по нескольким параметрам. Даже не пришлось воспользоваться справкой. При присвоении переменных пришлось вспомнить навыки программирования на Delphi. В ящике изменению подвергалась ширина, длина и высота (рис. 16). Привязку размеров я задал от центра.

Рис. 16. Параметризация эскиза 1

Одновременно с шириной менялось расстояние от центра ящика до петельки. Так как расстояния по условию равны, то было необходимо, чтобы при изменении размера в эскизе 1 (переменная v242) в эскизе 3 значение переменной v151 тоже менялось. Поэтому я присвоил переменной v151 значение переменной v242 (рис. 17).

Рис. 17. Параметризация эскиза 3

Рис. 18. Ящики для инструмента и запасных частей внутри кузова

Теперь при изменении всего одного размера в одном эскизе  изменения происходили сразу в двух. За короткий промежуток времени у меня были готовы семь ящиков (рис. 18).

Особой точности и проработки всех деталей по правилам конкурса никто не требовал. Но прорисовав «обертку», мне захотелось добавить в нее начинку, чтобы потом любоваться полнотой картины, и я немного поработал с механикой. Прорисовал мосты с тормозной системой, колеса, двигатель с трансмиссией, карданы и раздаточную коробку, выхлопные трубы и рессоры с амортизаторами. Однако из­за недостатка времени остановился на основных механизмах.

Кабина и кузов были сделаны, надо было приступать к раме и ходовой части.

Чтобы придать картине на первой стадии немного колорита, решил начать с мостов (рис. 19). Да при таком объеме и столь малых сроках разработки какие­то тонкости остаются неучтенными.

Но для наглядности я смоделировал ресиверы всех трех контуров рабочих тормозов. Тормозные камеры на каждый мост приводят разжимной кулак в движение, и тормозные колодки размыкаются. Хотел воспользоваться новым сопряжением Кулачок­Толкатель, но обошелся Касанием двух поверхностей.

Рис. 19. Передний мост. Вид на тормозной механизм

Рис. 20. Колесо в разрезе

Затем проработке подверглись колеса Michelin с тормозной системой. Неудобство, а может быть издержки работы видеокарт и остальных компьютерных комплектующих, отвечающих за математику построения, сказалось на построении покрышки колеса (рис. 20). Четыре ячейки рисунка протектора разнес Массивом по концентрической окружности на 32 элемента, и компьютер надолго задумался. Меня это не сильно расстроило, потому что я уже имею опыт построения массивов из большого числа элементов, просто запасся терпением и продолжил моделировать.

Мост есть, колеса есть, но как же КАМАЗ будет прыгать по дюнам без рессор и амортизаторов. Работа над рессорами не вызвала особых сложностей: прорисовал сначала передние жесткие кронштейны, а затем задние плавающие кронштейны. Теперь, когда есть мост и две точки касания, — оставалось прорисовать рессоры (рис. 21). С прорисовкой амортизаторов возникли сложности, потому что он отклонен от нормальных плоскостей проекций, для того чтобы принимать нагрузку под минимальными углами. Решил для наглядности сделать амортизаторы не сборкой, а по отдельности: шток отдельно от поршня, чтобы потом в контексте сборки совместить их сопряжением Соосность. Аналогичный маневр был первым применен при моделировании боковых дверок кузова, так как они открываются на петлях, а амортизаторы обеспечивают плавность открывания и способность дверки не закрыться в момент осмотра машины или ремонта. Амортизаторы с рессорами были готовы, и я приступил к двигателю и остальным механическим компонентам.

Двигатель тоже рисовал не по размерам, а лишь пытался уместить его в межлонжеронное пространство, чтобы осталось спереди место под радиатор. Визуально старался придать ему облик ЯМЗ­8463.10­07 по фотографиям. Едва не отослав заявку на конкурс, обнаружил, что передней частью двигатель впивался в кабину. Пришлось сделать вырез, который в итоге не отразился на конструкции кабины.

Рис. 21. Вид на двигатель, радиатор, амортизаторы и рессоры

Рис. 22. Блок цилиндров и кривошипно-шатунный механизм

Прорисовке, хоть и не особо тщательной, подверглись основные части движка: блок цилиндров, гильзы, поршни с шатунами и другие узлы (рис. 22).

Решено было прорисовать сердцевину радиатора, которая состоит из более ста продольных пластин и стольких же поперечных трубок, по которым течет охлаждающая жидкость. В итоге получился самый большой по объему файл (63 Мбайт) и 15 мин на его сохранение — и это при том, что компьютер не слабой конфигурации.

Рис. 23. Вид снизу

Логическим завершением всей механической части была прорисовка системы карданных передач вкупе с МКПП и раздаточной коробкой (рис. 23). Но времени почти не оставалось, поэтому предпочтение было отдано наружной картине.

При моделировании случались некоторые накладки: прорисовал раму кабины, а она вылезла за ее пределы; повесил ящички для инструмента на дверь кабины, а они стали врезаться в раму. Конечно, при таком масштабном моделировании всего учесть невозможно, но в «бардачке» КОМПАС­3D давно предусмотрена функция Соударение компонентов, которая сразу подсвечивает красным соприкасающиеся детали и узлы при перемещении их друг относительно друга или вращении.

В процессе работы особых неудобств при моделировании в КОМПАС­3D не было, пока не наступил момент нанесения рекламы на борт авто.

Сказать, что функция вырезания или выдавливания до поверхности реализована плохо, значит не сказать ничего. Просто с мелкими элементами она себя слабо проявляет. Для нанесения рекламы на борт использовались всего два вида поверхностей: на плоский объект (рис. 24), с которым не было особых трудностей, и на криволинейный объект (рис. 25).

Рис. 24. Результат векторизации логотипов

Рис. 25. Построение «лошадки» на двери методом Выдавливание до поверхности

Кабина имела форму усеченной сферы, поэтому основные трудности возникли именно с ней. Приходилось долго  перебирать в голове (а потом уже на компьютере) все возможные варианты, чтобы получилось красиво, и в то же время не нарушить всю конструкцию.

Лошадь получилась без проблем, а вот значок «DAKAR» (рис. 26) так и не удался («Ошибка — Нарушена топология построения») — пришлось делать вырезом на расстоянии.

Рис. 26. Построение логотипа «DAKAR» на двери методом Выдавливание

Рис. 27. Окончательный вариант кабины

Рис. 28. КАМАЗ-4326

Закончив рекламу (рис. 27), надо было приступать к кульминационному моменту — главной сборке. Сборка получилась солидная для «непрофессиональной» работы: 2276 деталей плюс 1184  стандартных элемента.

Для большего соответствия реальным размерам сделал стандартные виды в КОМПАС­ЧЕРТЕЖ и замерил все основные параметры: база, длина, ширина, высота, расстояние от бампера до оси переднего моста, расстояние от оси заднего моста до задней стенки и другие совпадали с техническими данными КАМАЗа. Я удивился и обрадовался одновременно, потому что у меня получился грузовик (рис. 28) в масштабе 1:1, готовый отправиться, конечно, не на очередной «Дакар», но на оценку экспертному жюри в составе лучших инженеров команды «КАМАЗ­мастер».

На этом историю создания, по­моему, самого красивого гоночного грузовика из всех в этом классе, участвующих в ралли­рейдах, я хочу закончить словами из статьи Андрея Чудакова: «Вот таков он, реальный и одновременно фантастический гоночный грузовик КАМАЗ­4326. Более эксклюзивный, чем Rolls­Royсe, более титулованный, чем Ferrari, более загадочный, чем Bristol... Автомобиль­боец, созданный мечтами, сердцем, талантом и умением лучших людей из «КАМАЗ­мастер».  

Ознакомиться с альбомом конкурса «КАМАЗ­мастер», а также пообщаться с авторами всех присланных проектов можно на странице фан­клуба КОМПАС­3D Home http://vk.com/kompas_home.

САПР и графика 4`2013

sapr.ru

САПР и ГИС в современной экономике

Довольно часто название САПР считают русским переводом английской аббревиатуры CAD (computer-aided design), но это неверно, так как сводит функциональные возможности САПР только к автоматизации конструкторских работ (созданию чертежей, 3D-моделей). В действительности системы автоматизированного проектирования представляют собой комплекс подсистем, обеспечивающих автоматизацию цикла проектных работ. В него могут входить, например, системы автоматизации инженерных расчетов и анализа (CAE — computer-aided engineering), технологической подготовки производства (CAM — computer-aided manufacturing), а также обслуживающие подсистемы управления процессом проектирования, проектными данными и т. д.

САПР — это сложные платформы, включающие не только программное и информационное обеспечение, но и мощный математический аппарат, необходимый для разработки физических объектов. Заложенные в САПР широкие функциональные возможности позволяют использовать их в различных отраслях экономики. В сами системы закладывается определенная специализация, позволяющая наиболее эффективно использовать их для выполнения поставленных задач. Выбор конкретного программного продукта зависит от того, что именно проектируется: здания, объекты инфраструктуры или механизмы, детали.

Отраслевой спектр использования САПР очень широк. Их применение наиболее развито в архитектуре и машиностроении. Причем применяются не только иностранные (например от Autodesk), но и российские системы, разработанные такими компаниями, как «Компас», CSoft, nanoCAD и др. Кроме того, можно выбрать как проприетарные, так и свободно распространяемые решения.

Значительное развитие наблюдается в сфере систем проектирования для строительства. Одной из особенностей архитектурных проектов является необходимость привязки объектов к местности, для чего используются также и средства ГИС. Кроме того, поскольку разработка объектов ведется группой специалистов, а иногда этим занимается целый проектный институт, САПР должна предоставлять им инструменты для совместной работы.

Также в последние годы всё большую роль в автоматизации инжиниринга и строительства играет информационное моделирование объектов (BIM — building information modeling). Подход, при котором проектировщик использует BIM, позволяет более эффективно принимать бизнес-решения на основе комплексных данных, содержащихся в информационной модели.

Сегодня все проектировщики в строительстве используют САПР, а высокая конкуренция вендоров ускоряет прогресс, приводит к появлению новых, более эффективных версий систем. Организации, использующие устаревшие версии, оказываются в положении догоняющих. Следовательно, они должны отслеживать тенденции на рынке ПО. В качестве примера назовем компанию «ПБ Вертикаль», перед которой стояла задача оптимизации работы проектных подразделений — сокращения временных затрат и ошибок при проектировании. Решением стал переход к использованию системы Autodesk Building Design Suite Premium 2014, включающей как AutoCAD 2014, так и продукт Revit 2014 на базе технологии BIM. Появившаяся возможность совместного использования информации о строительном объекте на всех стадиях его жизненного цикла позволила избежать потери важных данных и ошибок в процессе проектирования.

В ключевом для российской экономики секторе ТЭК строительство объектов также ведется с использованием современных средств проектирования. Сами промышленные объекты отличаются разнообразием: цеха нефтеперерабатывающих заводов, трубопроводы, буровые вышки, морские платформы, резервуары и т. д.

В нефтегазовой отрасли широко востребованы геоинформационные системы, которые используются как для зондирования почвы, так и для моделирования объектов. В последнее время проектировщики всё чаще стали прибегать к использованию беспилотных летательных аппаратов (дронов) для аэрофотосъемки и создания 3D-моделей на основе фотографий. Дроны обходятся значительно дешевле, чем использование спутника или самолета, и способны предоставлять более детальную информацию об объекте, причем на всех этапах работ: от съемки местности для составления генплана до контроля строительства и дальнейшей эксплуатации.

Аэрофотосъемка и 3D-моделирование нашли свое применение и при строительстве объектов инфраструктуры. Они расширили возможности использования САПР и ГИС с привлечением данных из других систем. Например, необходимо спроектировать дорогу, при этом должен учитываться рельеф местности, а ее расположение на территории объектов, принадлежащих другим собственникам, исключено. Средства САПР используются и на таких инфраструктурных объектах, как сети электро- и водоснабжения.

Без САПР невозможно представить себе современное производство. Показателен пример компании «КамАЗ». Особенность грузовых автомобилей заключается в том, что они поставляются в большом числе модификаций, затрагивающих как габаритные размеры, так и внутренние узлы. И каждая из них влечет необходимость перепроектирования отдельных систем автомобиля. В частности, конструкторам необходимо вносить изменения в конфигурацию жгутов проводов для монтажа электрических и электронных систем. Задержки при проектировании, как правило, означают недополученную прибыль, поэтому «КамАЗ» внедрил САПР E3.series, обладающую соответствующими функциональными возможностями. В результате трудоемкость проектирования, по оценкам компании, снизилась на 300%.

Отдельно следует сказать о возможностях ГИС по учету демографической ситуации, которые начинают использовать компании для выбора мест размещения своих объектов. В частности, телекоммуникационные компании и розничные торговые сети закладывают в ГИС данные о плотности населения в определенных районах, основных маршрутах, как пеших, так и на транспорте, о присутствии в районе конкурирующих компаний, наличии свободных для аренды помещений. Это позволяет получить карту, анализ которой помогает выбрать наиболее подходящее место для аренды офиса обслуживания, магазина или установки базовой станции сотовой связи. В результате можно избежать многих ошибок, например, без такой карты магазин может быть размещен в стороне от основных пешеходных маршрутов, что приведет к снижению числа покупателей.

softline.rbc.ru

Внедрение PLM: кадры решают всё!

Прошло уже более года с того момента, как компания UGS PLM Solutions отделилась от корпорации EDS. Ответственный редактор журнала «САПР и графика» Константин Евченко встретился с главой представительства UGS PLM Solutions в России Генрихом Мелусом. Кстати, первое интервью с г-ном Мелусом было опубликовано нами в № 12’2003 (http://www.sapr.ru/Article.asp?id=5209).

Константин Евченко: Позвольте поприветствовать вас от лица наших читателей! Мой первый вопрос будет о текущем положении дел в UGS PLM Solutions. Какие значимые события для компании произошли с момента нашей предыдущей беседы?

Генрих Мелус: Как вы знаете, в 2004 году компания UGS отделилась от EDS и стала самостоятельной. После этого мы приобрели решатель NASTRAN фирмы MSC Software Corp.

UGS приобрела английскую компанию D?Cubed, известную как разработчик одноименного ядра геометрического решателя для CAD-систем. В апреле этого года UGS объявила о приобретении компании Tecnomatix Technologies Ltd — крупного поставщика решений для управления процессом производства в автомобильной, аэрокосмической, электронной промышленности и в других областях. Приобретение компании Tecnomatix значительно усилило наши PLM-решения в области технологической подготовки производства и управления технологическими процессами производства.

Сейчас у нашей компании три инвестора, каждый из которых обладает равной долей. Все они специализируются на высокотехнологичных IT-компаниях. Их политика направлена на дальнейшее укрепление наших позиций как лидера на рынке PLM-решений, доказательством чему служит тот факт, что сейчас UGS тратит на разработку новых решений четверть своего годового оборота.

К.Е.: Повлияли ли произошедшие изменения на бизнес UGS в России?

Г.М.: Наше российское представительство всегда занималось только PLM-решениями и никогда не было связано с другими проектами, которые реализует EDS в России. В этом плане наш бизнес в России не изменился. К тому же большая свобода, которую получила UGS после отделения, дает компании возможность максимально сконцентрироваться на развитии своего ключевого бизнеса, что благотворно влияет и на бизнес UGS в России.

К.Е.: Изменилась ли в связи с этим политика ценообразования?

Г.М.: Нет, политика ценообразования осталась прежней. Для российских заказчиков цены в основном такие же, как и в Европе, хотя возможны некоторые несущественные различия.

К.Е.: Назовите, пожалуйста, наиболее крупные проекты, выполненные вашей компанией за последний год.

Г.М.: Прежде всего я выделю внедрения наших решений на таких предприятиях, как УАЗ, КАМАЗ, КНААПО, «Иркут», «Сухой» и НПО «Сатурн». Причем, если авиационные предприятия уже были нашими заказчиками и речь идет о значительном увеличении числа мест и сферы применения наших решений, то УАЗ и КАМАЗ стали нашими новыми заказчиками после того, как отказались от использования продуктов компании PTC. На УАЗе внедрение идет уже второй год, а КАМАЗ приступил к освоению NX менее года назад.

К.Е.: Компания UGS делает большие усилия по продвижению своих решений на рынок автопроизводителей. Год назад сообщалось, что UGS поставила фирме GM Daewoo свыше 600 рабочих мест, включающих Unigraphics NX и Teamcenter. В этом году на NX начал перевооружаться отечественный КАМАЗ. Что это — целенаправленная политика на завоевание новых секторов рынка либо временная коньюнктура?

Г.М.: До этого на КАМАЗе использовалась устаревшая CADDs 5, и ее замена назрела уже давно. Здесь я хотел бы еще отметить наше плодотворное сотрудничество с компанией «ФортДиалог», которое во многом способствовало успешной реализации проекта на КАМАЗе. Что касается завоевания новых секторов, я бы сказал по-другому. Автомобильная промышленность — не новый сектор для UGS, а один из секторов сложного машиностроения, наряду с авиацией, энергомашиностроением, судостроением, на которые в первую очередь и нацелены наши решения. Наши успехи в автомобилестроении показывают, что это правильная стратегия.

Говоря о конкуренции между Unigraphics NX и CATIA на мировом рынке автопроизводителей, замечу, что следует разделять конкуренцию с устаревающей CATIA v4 и новой CATIA v5. Возможно, по количеству заказчиков, то есть автомобильных компаний, Dassault Systemes имеет некоторое преимущество, но по количеству рабочих мест преимущество уже у нас. Здесь еще нужно помнить о том, что даже те компании, которые используют CATIA, являются нашими пользователями в PDM или применяют наши решения для визуализации и организации групповой работы. Производственные процессы автогигантов очень привязаны к используемой ими САПР, и любые изменения технологий проектирования проходят очень болезненно. Поэтому пользователю CATIA v4 практически все равно, на какую САПР переходить дальше — Unigraphics NX или на CATIA v5. Это дало нам хороший шанс, и мы им воспользовались — много компаний, применявших CATIA v4, стали пользователями Unigraphics NX, например Fiat, GM/Daewoo, Suzuki.

К.Е.: В новой версии NX появилась возможность импорта-экспорта геометрии из формата CATIA v5, хотя в самой CATIA ни импорта, ни тем более экспорта в формат Parasolid не предусмотрено. Какие цели при этом преследовались?

Г.М.: Тем самым мы подтверждаем на практике нашу принципиальную точку зрения — все данные принадлежат исключительно пользователю, и он сам должен решать, кому и в каком виде их передавать. Мы считаем, что архитектура должна быть открытой, и активно поддерживаем наши открытые стандарты: Parasolid для геометрии, XML для передачи данных об изделии, JT — для визуализации. Похоже, что Dassault Systemes часто придерживается противоположной точки зрения и пытается сделать свои стандарты максимально закрытыми, тем самым монопольно привязывая пользователей к своим решениям.

К.Е.: В сентябре прошлого года вышла очередная, третья по счету версия Unigraphics NX. На мой взгляд, ключевым нововведением в новой версии стала интеграция в среду NX 3 дизайнерского пакета NX Shape Studio и системы стайлинга и реверсивного инжиниринга ImageWare. Несомненно, это позволяет наладить более тесную взаимосвязь между дизайнером, конструктором, расчетчиком и технологом. Однако это потребует и определенной реорганизации производства. Как вы считаете, каким вашим пользователям интеграция сфер дизайна и производства принесет наибольшую выгоду?

Г.М.: В принципе, эти изменения могут затронуть все отрасли промышленности, так как дизайн изделия начинает играть все большую роль. Реверсивный инжиниринг иногда бывает просто незаменим, особенно когда отсутствуют чертежи на изделие. Как правило, пользователями ImageWare становятся наши заказчики Unigraphics NX, которым требуется такая функциональность.

Интеграция дизайнерского пакета Shape Studio в NX дает дизайнеру возможность использовать свои специфические методы работы с моделью и сохранять при этом прозрачную связь с последующими этапами работы — детальной проработкой конструкции и технологической подготовкой производства. Это позволит избежать последующей переработки дизайнерского проекта в конструкторско-технологический. Весь проект теперь будет выполняться в единой среде, что позволит избежать трансляции данных и обеспечит качественный анализ как дизайнерских, так и конструктивно-технологических свойств нового изделия. В масштабах предприятия это принесет большую выгоду.

К.Е.: Компания UGS ставила себе задачу слияния I- deas и Unigraphics. Можно ли считать процесс слияния завершенным, и если да, то насколько он оказался успешным?

Г.М.: Мы считаем, что слияние I- deas и Unigraphics уже завершено в текущем пакете NX3. По сути это означает, что в NX3 реализованы все лучшие решения, которые привнесены как из Unigraphics, так и из I deas . При этом UGS продолжает поддерживать линейку Ideas для заказчиков, которые по тем или иным причинам не готовы в настоящее время перейти на NX.

К.Е.: Компания UGS сообщила о 100-процентном росте оборота в области решений по цифровому производству за последний год. Аналитики предсказывают дальнейший рост инвестиций в цифровое производство. Как вы считаете, насколько отечественные предприятия готовы к глубокому внедрению концепции цифрового производства?

Г.М.: Приходится признать, что в области цифрового производства российский рынок САПР заметно отстает от передового опыта западных фирм. Необходимость внедрения любых новых технологий определяется конкуренцией предприятия на рынке. К сожалению, в России сейчас доминируют автоматизированные технологии «бумажного» проектирования. Внедрение технологии цифрового производства требует реинжиниринга всех производственных процессов, поэтому многие предприятия предпочитают работать по старинке. Но мы надеемся, что возросшая конкуренция заставит их в ближайшие годы начать переход на более прогрессивные технологии проектирования.

Концепция цифрового производства подразумевает новую организацию процессов проектирования, благодаря чему можно значительно снизить издержки за счет использования разного рода типовых процедур и баз знаний.

К.Е.: Как вы считаете, почему российские автогиганты, которые уже много лет используют различные высокоуровневые САПР, так и не смогли до сих пор наладить выпуск автомобилей, отвечающих современным требованиям качества?

Г.М.: Давайте рассмотрим сначала западного автопроизводителя. Мы увидим, что на таком предприятии, как правило, используется одна хорошо внедренная высокоуровневая САПР и работающая PDM-система. Например, компания General Motors только на одном проекте экономит до 50 млн. долл. за счет использования отлаженной САПР и PDM.

У российских автопроизводителей, несмотря на то, что у них имеются достаточно современные САПР, мы видим разорванные островки автоматизации, а сквозных процессов проектирования и производства очень мало. Следствием этого является большое количество доработок, которые неизбежно сказываются на качестве автомобиля. Добавьте сюда и частично устаревшее оборудование. К сожалению, крупных инвестиций в отечественный автопром в последние годы было сделано недостаточно.

К.Е.: Как вы думаете, насколько эффективным окажется внедрение PLM-решения на УАЗе и КАМАЗе?

Г.М.: В конце мая этого года УАЗ представил новый автомобиль повышенной проходимости «Патриот», который был спроектирован и изготовлен за 20 месяцев — для России это рекордный показатель. В настоящий момент на этом предприятии продолжается процесс построения сквозной цепочки проектирования. На УАЗе сильное руководство, которое неуклонно добивается поставленной цели. И я думаю, что результаты будут хорошие.

С КАМАЗом мы работаем только девять месяцев, и о результатах говорить пока рано. Особенность производства грузовиков — огромный список опционального оборудования, порождающий очень большое количество вариантов комплектаций. Здесь не обойтись без хорошо налаженной PDM-системы. У нас есть надежные, отработанные на практике решения для такого род задач, поэтому мы уверены, что при правильном отношении руководства КАМАЗа к этой проблеме успех будет обеспечен.

К.Е.: Для реализации концепции цифрового производства и решения эргономических задач в NX 3 был добавлен модуль NX Human Modeling, позволяющий манипулировать цифровым манекеном. Аналогичный модуль существует в конкурирующем продукте CATIA v5. Похожая ситуация наблюдается и с другими модулями. Можно ли утверждать, что возможности Unigraphics NX и CATIA v5 приблизительно равны, и если есть различия, то в чем они заключаются?

Г.М.: Действительно, многие модули схожи по назначению. Основная разница заключается в архитектуре системы. Например, NX лучше справляется с очень большими сборками.

Но высокоуровневая САПР сама по себе ничего решает. Очень важно, насколько система интегрирована в производственный процесс. Поэтому я бы сказал, что основное отличие от конкурентов заключается в подходе к внедрению системы. Как говорил один известный политик, кадры решают всё! Здесь очень многое зависит от квалификации внедренцев.

К.Е.: Как неискушенному заказчику определить, можно ли конкретной консалтинговой компании доверить процесс внедрения PLM-решения на своем производстве?

Г.М.: Еще несколько лет назад коммерческое предложение помещалось на двух-трех листах бумаги и представляло собой перечень приобретенных программных продуктов. Сегодня приложение к контракту состоит из десятков страниц, где подробно расписаны все этапы и сроки выполнения проекта. По тому, насколько четко расписано коммерческое предложение, можно судить о том, насколько четко компания-внедренец понимает суть происходящих на предприятии бизнес-процессов. Рынок такого рода услуг появился не вчера, поэтому у компании, которая заявляет себя как успешного интегратора PLM-решений, должен быть список реализованных проектов, который при желании легко проверить и убедиться в качестве предлагаемых услуг.

К.Е.: Какое направление при внедрении САПР требует б о льших затрат — CAD/CAM или PDM?

Г.М.: Конечно, внедрение PDM. В отличие от САПР, внедрение PDM не может быть локальным — оно нуждается в организационной перестройке работы всего коллектива, требует больших настроек, учитывающих специфику документооборота предприятия, намного более критично в плане срыва внедрения. Мы это хорошо понимаем и учитываем в кадровой политике развития нашего российского представительства.

К.Е.: Какие сектора российской промышленности вы считаете сегодня наиболее перспективными для ведения бизнеса?

Г.М.: До настоящего времени в области САПР наиболее динамично развивался российский ВПК, благодаря своим экспортным контрактам. Сегодня интерес к PLM появился у машиностроителей, автопроизводителей и изготовителей оснастки.

Система NX предназначена для предприятий всех отраслей промышленности, поэтому все они являются для нас перспективными.

К.Е.: Пыталась ли компания UGS выйти на привлекательный с финансовой точки зрения рынок нефтегазодобывающей промышленности?

Г.М.: В составе NX нет приложения типа AutoPLANT для проектирования промышленных установок. Это не наша специфика — мы концентрируемся на машиностроении.

К.Е.: Недавно UGS объявила о выпуске новой версии геометрического ядра Parasolid v16.1, которое, помимо прочего, поддерживает 32- и 64-битную операционную систему x86 Linux. Планирует ли UGS выпустить версию Unigraphics NX, работающую под Linux?

Г.М.: Действительно, в конце этого года мы ожидаем появления Unigraphics NX, работающего под Linux. Приблизительно в то же время ожидается выход Linux-версии Teamcenter/Engineering.

К.Е.: Компания UGS предлагает в качестве САПР среднего уровня систему Solid Edge. Приходится констатировать, что Solid Edge уступает по популярности своим основным конкурентам — Inventor и SolidWorks. В чем вы видите причины такого отставания и каковы преимущества Solid Edge перед соперниками?

Г.М.: Я не стал бы утверждать, что Solid Edge повсеместно уступает в популярности названным системам. И хотя конкуренция между этими тремя системами действительно очень жесткая, причины популярности продуктов разные. SolidWorks появился на рынке немного раньше. Это позволило, в частности, привлечь на свою сторону реселлеров существовавшей на тот момент компании ComputerVision. Благодаря агрессивной маркетинговой политике, SolidWorks относительно быстро стал заметным игроком рынка. Вышедшей спустя некоторое время на рынок системе Solid Edge уже пришлось бороться как за реселлеров, так и за заказчиков. Ключевыми конкурентными преимуществами Solid Edge стали функциональность продукта и простота освоения, а также тесная интеграция Solid Edge с системой верхнего уровня Unigraphics. Аналогичного уровня интеграции двух систем не предлагает ни один другой производитель CAD-систем. Я считаю, нам также следует уделить больше внимания маркетинговой деятельности и тем самым аннулировать основное преимущество SolidWorks.

Autodesk Inventor появился на рынке значительно позже SolidWorks и Solid Edge. Базой пользователей Inventor стало сообщество пользователей AutoCAD. И именно за этих пользователей идет основная борьба между Solid Edge и Inventor. Здесь Solid Edge предлагает функциональность моделирования сложных деталей и поверхностей, проектирование листовых деталей, работу с большими сборками, гибридное моделирование 2D-3D и другие средства. Кроме того, мы позаботились об автоматизации преобразования большого количества данных этих пользователей в формат Solid Edge.

На российском рынке соотношение объемов продаж этих трех систем более благоприятно для Solid Edge. Поскольку темпы автоматизации в России заметно ниже, чем, к примеру, европейские или американские, это несколько снижает конкурентное преимущество раннего старта SolidWorks. А наличие отечественных разработок в области «плоских» CAD-систем уменьшает базу пользователей AutoCAD, что дает всем трем системам примерно равные условия для конкуренции.

К.Е.: Одной из ключевых особенностей российского рынка САПР многие эксперты считают крайне высокий уровень нелицензионного софта — до 90-95%. Согласны ли вы с такой оценкой?

Г.М.: В развитых странах нелегальное ПО тоже используется, но только там его уровень не превышает 30-40%. В России есть хорошая законодательная база, но главная проблема заключатеся в том, что законы не соблюдаются.

Пиратство наносит большой урон не только зарубежным разработчикам, но и самим российским предприятиям. Для высокоуровневых САПР пиратство означает, что система не была правильно внедрена и, скорее всего, ее возможности используются не более чем на 20%. В итоге отдельно взятый конструктор забавляется с красивой «игрушкой», но в масштабе предприятия от такого «внедрения» толку нет. К тому же если на предприятии применяется нелегальное ПО, то каждый инженер начинает использовать те программы, которые ему нравятся. В результате они не могут работать вместе над одним проектом и возникает масса издержек. Поэтому проблема пиратства — вопрос менеджмента предприятий. Наш опыт показывает, что на успешных производствах используются только легальные пакеты с грамотно произведенным внедрением.

К.Е.: Спасибо за интересную беседу!

САПР и графика 7'2005

sapr.ru


Смотрите также