Слайд 1Информационные технологии поддержки жизненного цикла (ЖЦ) изделий судостроения
Слайд 2Определение ЖЦ
Жизненный цикл изделия (ЖЦ) – перечень стадий, через которые
проходит изделие за весь период своего существования
Изготовление
Контроль
Эксплуатация
Ремонт
Утилизация
Исследования
Проектирование
Например, по ГОСТ 2.103-2013
(ЕСКД. Стадии разработки):
Слайд 3Нормативная база ЖЦ
ГОСТ Р 56135-2014 Управление жизненным циклом продукции военного
назначения. Общие положения
Субъекты и объекты ЖЦИ
Основные задачи информационной поддержки ЖЦИ
Типовые
стадии ЖЦИ
Схема управления ЖЦ
ГОСТ 2.103-2013 ЕСКД. Стадии разработки
ГОСТ 2.051-2013 ЕСКД. Электронные документы
ГОСТ 2.052-2006 ЕСКД. Электронная модель изделия
ГОСТ 2.053-2013 ЕСКД. Электронная структура изделия
Слайд 4Нормативная база ЖЦ
окончание раздела
Текущее состояние
Начальная стадия создания НБ для продукции
военного назначения в целом. Специализированная НБ для судостроения отсутствует
Основная движущая
сила создания НБ – контракты ВТС (поставка вооружений на внешний рынок)
Прототип НБ – западные стандарты
Отсутствует устоявшаяся терминология
Процесс наработки «лучших отечественных практик»
Слайд 5Субъекты и объекты управления ЖЦ (ГОСТ Р56135-2014)
Субъекты управления ЖЦ
Уполномоченные ФОИВ
Органы
управления программой (дирекция программы)
Головной исполнитель (разработчик) образца ПВН в целом
Головной
изготовитель (если не входит в состав головного исполнителя)
Исполнители (субподрядные организации)
НИО государственных заказчиков и иные научные организации)
Объекты управления ЖЦ
ТТХ образцов ПВН
Целевые критерии эффективности образцов ПВН:
Эксплуатационная готовность
Цены ПВН и стоимость ЖЦ
Сроки создания и развертывания
Эксплуатационно-экономическая эффективность
Слайд 6-повышение сложности и ресурсоемкости изделий;
-повышение конкуренции на рынке;
-развитие кооперации между
участниками ЖЦ изделия.
Тенденции на мировом рынке
наукоемких промышленных изделий:
Слайд 7-повышение степени удовлетворения требований заказчика;
-сокращение сроков создания изделия;
-снижение материальных затрат
на изготовление и эксплуатацию изделия.
Факторы повышения конкурентоспособности выпускаемых изделий
Слайд 8CALS – Computer Aided Logistics Support (компьютерная поддержка логистических процессов)
CALS
– Continuous Acquisition and Lifecycle Support (непрерывное сопровождение и поддержка
ЖЦ)
PLM – Product Life Management (управление ЖЦ изделия)
ИПИ – информационная поддержка ЖЦ изделий
Информационная поддержка ЖЦ
Слайд 9Определение PLM
Примеры определения PLM, предлагаемые аналитическими компаниями и экспертами (общепринятого
определения нет):
По составу: PLM — комплекс средств, включающий в себя
системы автоматизированного проектирования (CAD), управления данными об изделии (PDM) и др.
Функционально: PLM — это набор бизнес-решений по поддержке коллективного процесса разработки, управления, передачи и использования информации об изделии от создания концепции изделия до его утилизации
PLM (Product Lifecycle Management) -управление жизненным циклом изделия
Слайд 10Программное обеспечение PLM
«Большая тройка»
Слайд 11Маркетинговые исследования
Проектирование
Подготовка производства
Производство
Эксплуатация
Утилизация
CAD
CAE
CAM
MES
SCADA
CNC
PDM
PLM
IETM
MRP-2
SCM
CRM
ERP
Слайд 13
Создание электронной модели изделия
(ГОСТ 2.052-2006 ЕСКД. Электронная модель изделия)
Создание чертежной
документации на основе электронной модели
(ГОСТ 2.051-2013 ЕСКД. Электронные документы)
Источник данных
для формирования электронной структуры изделия в PDM/PLM системах
(ГОСТ 2.053-2013 ЕСКД. Электронная структура изделия)
Роль CAD-систем
Слайд 44Конструкторские инженерные расчеты
Статическая и усталостная прочность
Динамика механизмов
Жесткость и устойчивость
Гидро
и газодинамика в том числе гиперзвук
Электромагнетизм, ВЧ, СВЧ, HFSS (антенны)
Аккустика
Мультифизика – совмещенные расчеты
Теплообмен
Слайд 48Процесс заполнение формы,
распределение температур
Моделирование литейных технологий
Возможности моделирования:
Литье в ПГФ,
ХТС
Литье в кокиль
Литье с наклоном
Литье под давлением
под низким давлением
под высоким
давлением
с противодавлением
вакуумным всасыванием
автоклавное литье
Литье по выплавляемым моделям
Литье по газифицируемым моделям
Центробежное литьё
Непрерывное литье
Слайд 49ОАО «Улан-Удэнский ЛВРЗ»
Моделирование процесса изготовления стальной отливки
Оценка заполнения полного куста
отливок (24 шт. на форму), кристаллизации металла при охлаждении сплава
и полученных усадочных дефектов. Сопоставление результатов моделирования с конечным результатом в готовых изделиях, получаемых на предприятии по текущей технологии.
Слайд 50Направление роста и размер зерен
Песчаный стержень – распределение плотности
Моделирование литейных
технологий
Особые возможности моделирования:
Получение теплофизических свойств любого сплава!
Напряжения и деформации
Макро -
и микропористость
Горячие трещины
Направление роста и размер зерен
Термические нагрузки на форму – расчет циклических нагрузок
Инверсный расчет
Слайд 51Моделирование процессов ОМД
Возможности моделирования:
Листовая штамповка
Производство труб
Объемная штамповка
Ковка
Прессование алюминиевых профилей
Волочение
Сортовая
прокатка
Поперечно-винтовая прокатка
Вальцовка
Деформация пористых сред
Электровысадка
Горячая и холодная деформации
Расчет инструмента на прочность
Слайд 52Моделирование процесса штамповки лопатки для авиационного двигателя
Пример моделирования процессов ОМД
Штамповка лопаток из титановых и других сплавов для авиа- и
двигателестроения
Программное обеспечение давно и успешно применяется на заводах, производящих лопатки как для авиационных, так и для энергетических турбин.
В России это ОАО НПО «Сатурн» , ММПП «Салют», ФГУП «ВИАМ», АО «ВИЛС», ОАО НПО «ЦНИИТМАШ», ВСМПО, АО «Ступинский металлургический комбинат».
За границей это:Firth Rixons Ltd. (UK), Wyman Gordon PCC (UK), Mettis Aerospace Ltd. (UK), Thornton Precision Components Ltd. (UK), McWilliams Forge (USA), Techjet (Israel), Otto Fuchs (Germany) и многие другие, в той или иной степени связанные с производством лопаток.
Слайд 53Распределение температур и деформация в зоне сварного шва
Моделирование сварки
Моделирование следующих
процессов:
Лазерная сварка соединений
Точечная сварка соединений
Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде
инертного газа
Сварка металлическим электродом в инертном газе
Многослойная сварка
Сварка трением
Термическая обработка
Основные расчетные параметры:
Температурные поля
Температурные градиенты
Распределение фаз
Твердость
Внутренние напряжения
Деформации
Слайд 54Распределение напряжений при сварке силового элемента крана ЧМЗ
Моделирование сварки, примеры
Слайд 55Экономический эффект использования SYSWELD
ОАО «НИИЭФА им. Ефремова» г. Санкт-Петербург
Термоядерный реактор
ITER
СОК ЦСД
Исследуемый кольцевой сварной шов
Разработка технологии сборки-сварки стальной опорной конструкции
дивертора термоядерного реактора ITER
Жесточайшие требования к точности изготовления
и температурному режиму термообработки (ядерная, вакуумная техника)
Путем моделирования выбран оптимальный порядок выполнения проходов сварных швов, обеспечивающих точность изготовления
Проведен расчет релаксации остаточных напряжений при термообработке в течении 2, 4 и 8 часов
Слайд 56Моделирование термообработки
Возможности моделирования процессов термообработки:
Сквозная закалка
Поверхностная закалка
Закалка с последующим отжигом
Отпуск
Закалка
на аустенит
Химико-термическая обработка поверхности:
Цементация
Азотирование
Нитроцементация
Цианирование
Слайд 57Распределение тепловых полей при термообработке железнодорожной стрелки Магнитогорского металлургического комбината
Моделирование термообработки , примеры
Слайд 58Вектора потока
возможность размыва формы
Неравномерная кристаллизация стенки отливки
Усадочные дефекты в отливке
ОАО
«Тяжпромарматура»
Расчет технологии изготовления отливки «Пробка шарового крана»
Определение тепловой картины охлаждения
отливки во момент заполнения формы и кристаллизации с целью определения мест концентрации дефектов макро- и микропористости.
Слайд 59ОАО «Камаз-металлургия»
Расчет технологии изготовления отливки «Балка переднего моста» и оценка
прочности изделия
Определение дефектов усадочного происхождения и остаточных напряжений, образующихся при
производстве отливок, а также влияние литейных дефектов на эксплуатационные свойства конечного изделия
Слайд 85Автоматическая проверка
труб на технологичность
Слайд 86Автоматизированный расчёт для оптимизации отходов при резке труб
Слайд 87Карты-эскизы с конструктивно-
технологическими данными
Управляющая программа для гибки труб на станках
с ЧПУ
Слайд 88Карты-эскизы с конструктивно-технологическими данными
Слайд 89Техническое перевооружение производства
Внедрение оборудования с УЧПУ нового поколения
Слайд 91Плазовая документация
Эскиз детали
Информация для изготовления шаблонов
Информация для изготовления каркасов
Контуровочный эскиз
Постель для наформовки обшивки
Слайд 96
В.А. Кукушкин, сентябрь 2016 г.
Слайд 106Столкновение компонентов и их взаимное пересечение
Слайд 108Назначение PDM-систем
Создание электронного архива чертежей и другой технической документации;
Создание
ЕИП для всех сотрудников, принимающих участие в разработке жизненного цикла
изделия;
Автоматизация внесения изменений в конфигурацию изделия;
Слайд 109Вход в систему
Ввод имени пользователя и пароля домена. При первом
входе необходимо предварительно запросить назначенные роли, установив признак Check to
choose role.
Слайд 112ERP
Ведение конструкторских и технологических спецификаций;
Управление спросом и формирование планов
продаж и производства;
Планирование потребностей в материалах;
Управление запасами и закупочной деятельностью;
Планирование
производственных мощностей;
Управление финансовыми ресурсами;
Управление проектами.
Слайд 113Повышается качество изделий за счет более полного учета имеющейся информации
при проектировании и принятии управленческих решений. В силу того, что
информационная среда целостна и унифицирована, упрощается доступ к любой информации об изделии, а также её использование в различных приложениях и системах. На порядок проще становится оптимизировать весь процесс производства в комплексе. Исключаются рассогласования при переходе от этапа проектирования к этапу производства.
Сокращаются материальные и временные затраты на проектирование и изготовление продукции. Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания ранее выполненных удачных разработок компонентов и устройств, многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю CALS-технологии. Более того, CALS предполагает обширное внедрение различных автоматизированных систем управления и проектирования.
Существенно снижаются затраты на эксплуатацию, благодаря реализации функций интегрированной логистической поддержки. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в различные системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации и т.п. Сбор статистических данных позволяет грамотнее управлять обеспечением производства и поставками.
Цель применения CALS