plm Эксперт - info.cad-is.ruinfo.cad-is.ru/plm-expert_october.pdf · 8 Будущее уже...

Октябрь 2016 | www.siemens.ru/plm

PLM ЭкспертИнновации в промышленности

Нацеленность на победуБольше инноваций, выше эффективность

PLM Эксперт | Октябрь 2016

456

9

17

PLM ЭкспертВоплощаем инновацииSiemens PLM Software

Октябрь 2016 | PLM Эксперт

НА ОБЛОЖКЕ: Land Rover BAR разрабатывает скоростные катамараны в единой, виртуальной среде на базе решений Siemens PLM Software

50 Нацеленность на победу

58 В чем важность MES/MOM-системы?

30 Реализация эффективного проекта: метод предотвра-щения кризиса

36 Повышение безопасности производственных объектов

40 Перемены в инжиниринге

44 Композиционный отсек экипажа

48 Проектирование полимеров

Содержание

2 Новости

8 Будущее уже здесь

14 Завтра начинается сегодня

20 Новая реальность

24 Polarion в работе

26 Паукообразный робот

29 Революционная технология проектирования — объеди-ненное моделирование

2


На пороге технологической революции

Соглашение о сотрудничестве меж-ду Южно-Уральским государствен-ным университетом и Siemens PLM Software было подписано на между-народной промышленной выставке «Иннопром-2016». В рамках пар-тнерства планируется создание цен-тра компетенции на базе ЮУрГУ по PLM-технологиям. Новая площадка станет информационно-образова-тельной базой для подготовки специалистов по концепции полно-го жизненного цикла изделия. Так-же предполагается запуск академи-ческой лаборатории по обучению современным технологиям и реше-ниям на основе программного обе-спечения Siemens. Здесь будут про-водиться научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области колесной и гусеничной тех-ники, разрабатываться прикладные методики САПР (система автомати-зированного проектирования) для промышленных предприятий реги-она.Со следующего учебного года в учебный план ЮУрГУ планируется включить программу обучения PLM-технологиям с целью подго-товки инженерных кадров. Курс будет посвящен современным производственным процессам на машиностроительных заводах.

Кроме этого, партнеры планируют сотрудничать по разработке кон-цепции «цифрового предприятия» с использованием решений Siemens PLM Software для имитаци-онного моделирования технологи-ческих процессов.«Мир стоит на пороге новой техно-логической революции, следстви-ем которой станет существенный рост производительности труда и изменение спроса на профессии и компетенции. Выиграют те органи-зации, чья политика направлена на применение инновационных технологических решений, — ска-зал Виктор Беспалов, вице-прези-дент, генеральный менеджер Siemens PLM Software. — Мы очень рады, что Южно-Уральский госу-дарственный университет выбрал PLM-системы Siemens, базирующи-еся на прорывных технологиях. Их применение создает возможности для опережающего обучения сту-дентов, активного преобразования промышленности и создания высо-котехнологичных конкурентных изделий».«Заключение соглашения о сотруд-ничестве позволит ЮУрГУ выйти на новый уровень подготовки кадров, владеющих современными техно-логиями проектирования и инже-

нерного анализа, — отметил Алек-сандр Шестаков, ректор национального исследовательского Южно-Уральского государственного университета. — Сотрудничество с Siemens PLM Software позволит на-шему вузу эффективно выполнять на передовом организационно-тех-ническом уровне в единой про-граммной среде весь комплекс ра-бот по инновационным проектам для промышленных предприятий, включая инженерию систем, разра-ботку трехмерных моделей и кон-структорской документации, расче-ты, испытания, полунатурное моделирование и технологическую подготовку производства».Южно-Уральский государственный университет и Siemens PLM Software связывает многолетний успешный опыт в области натурных динамиче-ских испытаний, разработки меха-низмов с интеллектуальным управ-лением и изделий на их основе. Ученые ЮУрГУ первыми в России начали применять абсолютно новую инновационную методику Siemens для проведения виртуальных вибро-испытаний сложной и ответствен-ной техники, перспективных кон-струкций и элементов для применения в аэрокосмической и автомобильной отраслях.

3


отделы, а также цеха деревообра-ботки, обивки сидений, штам-повки, покраски и работы с компо-зитными материалами. Предприятие, способное обслужи-вать крупные авиалайнеры, такие как Airbus A380 и Boeing 747-8, вы-полнило множество заказов по от-делке салонов самолетов, в том числе Airbus ACJ319, ACJ320, ACJ330, ACJ340, Boeing B737, B757, B767 и B747. Jet Aviation выполня-ет техническое обслуживание и ремонт различных типов самоле-тов деловой авиации. Предприятие является авторизованным сервис-ным центром авиастроительных компаний Airbus, Boeing, Bombardier, Dassault, Embraer и Gulfstream.

Курс на дигитализацию

Идеальная интеграция между про-граммными решениями NX и Teamcenter позволит Jet Aviation редактировать данные, получае-мые из самых различных систем, а также внедрить независимый фор-мат данных JT в качестве стандарта предприятия. Система отличается высокой гибкостью и отличной масштабируемостью, что позволя-ет ей точно соответствовать по-требностям компании, меняющим-ся по мере ее роста, и успешно отвечать на новые вызовы рынка.Всемирно известный центр вну-тренней отделки и технического обслуживания самолетов, с чис-лом специалистов более 1600, Jet Aviation имеет собственные кон-структорские и технологические

Авиаремонтный центр Jet Aviation, расположенный в г. Базель, выбрал решения Siemens в качестве про-граммной основы для своей страте-гии дигитализации. Компания отка-залась от ранее применявшейся системы управления жизненным циклом изделия, не отвечающей требованиям открытости и масшта-бируемости.Основой будущего цифрового пред-приятия станут NX™ и Teamcenter®. Оба решения поддерживают фор-мат файлов JT™, стандартизирован-ный Международной организацией стандартов (ISO), что поможет Jet Aviation оптимизировать документо-оборот и обеспечить соблюдение стандарта долгосрочного хранения информации (LOTAR), обязательно-го в авиационной отрасли. Внедре-ние решений началось в сентябре 2016 года и будет проходить в не-сколько этапов.Jet Aviation требуется ускорить про-цессы перехода на цифровые техно-логии, что не смогли обеспечить ра-нее применяемые системы. Помимо хранения данных в формате JT, ис-пользуемых на последующих этапах разработки, компания хочет отка-заться от 2D-чертежей, а также обе-спечить соответствие новых процес-сов 3D-проектирования сертификационным требованиям. Пакет решений для цифрового про-изводства от Siemens, включающий системы NX и Teamcenter, полно-стью соответствует всем потребно-стям Jet Aviation.

4


Представляем Simcenter

Комплексный портфель решений для расчетного моделирования и натурных испытаний, поддержива-ющий концепцию цифрового двойника и способствующий соз-данию инноваций на всех этапах разработки изделий, был представ-лен Siemens в середине июня. Simcenter™ представляет собой мощный набор высокопроизводи-тельных систем для расчетного мо-делирования и натурных испыта-ний, позволяющий предприятиям успешно решать задачи создания современных сложных изделий. Он объединяет решение для рас-четного моделирования и натур-ных испытаний с интеллектуальны-ми средствами подготовки отчетов и анализа данных, что позволяет разрабатывать цифровые двойни-ки, с высокой точностью прогнози-рующие характеристики будущего изделия на всех этапах подготовки производства, и быстро, надежно и с меньшими затратами создавать инновации. Ключевой составляющей данного пакета решений является CAE-си-стема нового поколения — Simcenter 3D, разработанная на ос-нове платформы NX. Она

объединяет функциональные воз-можности сразу нескольких прило-жений и применяется для выпол-нения различных видов расчетного моделирования во многих отраслях промышленно-сти. Выпуск системы Simcenter зна-менует собой новый шаг в реали-зации стратегии компании Siemens по дигитализации, анализу и про-гнозированию характеристик изде-лий. Стратегия предусматривает трансформацию средств расчетно-го моделирования и верификации проектных решений в аналитиче-

ский инструмент, являющийся не-отъемлемой частью подхода систем-но-ориентированной разработки изделий.В Simcenter реализован инжинирин-говый подход, интегрирующий мультидисциплинарное расчетное моделирование, натурный экспери-мент и аналитику данных для созда-ния цифрового изделия, максималь-но приближенного к реальному, на ранних стадиях разработки (PEA). К указанным технологиям относятся вычислительная механика деформи-руемого твердого тела (CSM) и ко-нечно-элементный анализ (FEA), вы-числительная газодинамика (CFD), динамика твердых тел, моделирова-ние систем управления, методики натурных испытаний, визуализация, междисциплинарный контроль про-ектных решений и анализ данных. При этом все технологии управляют-ся в контексте PLM при помощи раз-работанной компанией Siemens платформы Teamcenter, обеспечива-ющей разработку сложных техниче-ских систем.Решение Simcenter также поддержи-вает промышленный Интернет ве-щей (IoT) путем интеграции показа-ний датчиков с результатами высокоточных физических расче-тов. Это позволяет создавать и со-вершенствовать цифровые двойни-ки, точно соответствующие реальным изделиям. Крайне важно получать реалистичные значения расчетных характеристик изделий, чтобы изменять конструкцию в за-висимости от условий эксплуатации, продлевать срок службы и миними-зировать износ изделия.

5


Трансформация 3D-печати

спечит выполнение 3D-печати де-талей из различных материалов и в различных цветах.Разработанная HP технология 3D-печати под управлением про-граммных решений Siemens для аддитивного производства предо-ставит инженерам новый уровень свободы проектирования, высокую скорость и широкие возможности изготовления уникальных изделий. Предприятия смогут создавать из-делия с более высокими характе-ристиками, сниженной массой и повышенной прочностью. Новые возможности приведут к преобра-зованию как способов изготовле-ния деталей, так и способов проек-тирования изделий.Партнеры уверены, что для широ-кого распространения 3D-печати в качестве технологического про-цесса необходимы дальнейшие улучшения технологии: повыше-

ние скорости, качества, снижение себестоимости. Критически важ-ной составляющей становится про-граммное обеспечение. Конструк-торы и технологи смогут в полной мере раскрыть потенциал аддитив-ного производства, только полу-чив полный контроль над характе-ристиками изготавливаемой детали и применяемых материа-лов вплоть до уровня отдельных вокселов. Это позволит печатать детали с различными текстурами поверхности, разной плотностью, прочностью и коэффициентами трения, а также переменными электрическими и тепловыми ха-рактеристиками. Управление рабо-той принтера на уровне отдельных вокселов окажет колоссальное влияние на развитие инновацион-ных конструкций изделий и техно-логических процессов.

Программное обеспечение Siemens поможет раскрыть потенциал 3D-принтеров НР. Компании ведут совместную работу по созданию но-вых решений, позволяющих пере-вести технологии аддитивного про-изводства из области изготовления опытных образцов в средство мас-сового производства. Аддитивная технология Siemens, в основе кото-рой собственное решение для сквозной поддержки конструктор-ско-технологической подготовки производства, в совокупности с тех-нологией НР Multi Jet Fusion позво-лит достичь беспрецедентной точно-сти управления печатью с возможностью задания различных характеристик материала каждого воксела (трехмерного пиксела). Скорость печати превысит скорость работы современных 3D-принтеров в десять раз при снижении себесто-имости вдвое. Новый процесс обе-

Bosch широко использует интегрированные решения

Интегрированный пакет программ-ных решений от Siemens PLM Software для автоматизированного проектирования, управления дан-ными об изделиях и управления жизненным циклом изделий вне-дряется вместо устаревшей систе-мы в подразделении электриче-ских приводов компании Bosch — немецкого поставщика автомо-бильных компонентов. Уже к лету 2016 года программные решения NX и Teamcenter составили единую платформу разработки для всех операций подразделения. Решение о внедрении программных реше-ний принято в подразделении элек-троприводов компании Bosсh в со-ответствии со стратегическим планом по консолидации разно-родного набора применяемых про-граммных средств и введению еди-ной методологии моделирования, проектирования и сотрудничества. Условия сделки не разглашаются. Выбор компанией Bosсh решений Siemens дает возможность оптими-зировать производственный цикл в

подразделении электроприводов при помощи модульного набора средств. Также будет сформиро-вана база для совместной работы и обмена цифровыми данными различных отделов — на всех эта-пах разработки изделий. Стандар-тизация процессов и новые функ-циональные возможности помогут Bosch достичь масштаб-ного эффекта в конкретных обла-стях. Сквозной цифровой процесс ускорит внедрение инноваций, сократит сроки выпуска продук-ции на рынок и обеспечит широ-кую поддержку стратегии четвер-той промышленной революции, создавая таким образом новые и развивая существующие конку-рентные преимущества произво-дителя автомобильных компонен-тов из Штутгарта. Постоянно усложняющаяся про-дукция поставщиков автомобиль-ных компонентов требует систем-ного подхода к разработке изделий, совмещающего систем-ную инженерию и интегрирован-

ные средства формирования спецификации изделий. Siemens PLM Software предлагает специали-зированные программные реше-ния, концепцию единого процесса проектирования мехатронных си-стем, расширенные возможности математического моделирования и проведения расчетов, интуитив-но понятный пользовательский ин-терфейс и открытую среду PLM. Эти решения формируют платфор-му для выполнения самых разных задач проектирования изделий: от приводов для стеклоподъемников, раздвижных крыш, регулировки кресел и рулевой колонки и при-водов подъемных дверей — до мо-торов антиблокировочных систем торможения и электронных систем контроля устойчивости, вентиля-торных модулей и насосов охлаж-дающей жидкости для систем ох-лаждения двигателей, систем передних и задних стеклоочистите-лей, а также приводов для элек-трических скутеров и велосипе-дов.

6


Tехнологии для машиностроения будущего

Siemens PLM Software и Local Motors объединяют усилия для соз-дания машиностроительных техно-логий будущего. Инициатива объе-диняет решения Siemens для управления жизненным циклом изделия с достижениями компа-нии Local Motors в сфере проекти-рования и производства автомоби-лей методом 3D-печати. Благодаря единому подходу к вопросам раз-работки изделий Local Motors смо-жет повысить эффективность ин-новационной программы исследований Local Motors Labs, применив уникальный опыт Siemens по созданию цифровых двойников, в то время как Siemens продолжит расширение пакета корпоративных решений для циф-рового производства за счет под-держки новейших достижений в области аддитивных производ-ственных технологий и 3D-печати. Программа LM Labs на базе реше-ний Siemens будет реализована на трех новых заводах, которые ком-

цифрового производства» (ПЦП) предусматривает применение адди-тивных производственных техноло-гий, включая 3D-печать, и изготов-ление деталей непосредственно по 3D-моделям. ПЦП не требует техно-логической оснастки, устраняет за-держки между проектированием и началом производства, а также су-щественно упрощает внесение из-менений в конструкцию. Программ-ные решения компании Siemens PLM Software, поддерживающие концепцию цифрового двойника, объединяют процессы проектирова-ния и производства. Они позволяют создавать виртуальные модели, точ-но отображающие геометрию, функции и характеристики изделия и технологической системы. При по-мощи высокоточных цифровых двойников инженеры виртуально проверяют функциональность про-ектируемых изделий и технологиче-ских процессов, тем самым прогно-зируя и оптимизируя их работу в реальном мире.

В результате данного сотрудниче-ства в рамках исследовательской программы LM Labs компания пла-нирует предложить мировому рын-ку новые сетевые и автономные способы разработки подходов, определяющие будущее транспорт-ного машиностроения.

пания планирует открыть в тече-ние года. Расширив использование пакета решений от Siemens PLM Software по поддержке цифрового произ-

водства, компания Local Motors и ее сообщество инженеров благо-даря технологии «цифровых двой-ников» повысят производитель-ность труда, качество проектных решений и изделий, получаемых методом «прямого цифрового производства». Метод «прямого

7


LMS Imagine.Lab 15

Solid Edge ST9 в облаке

Облачное защищенное хранилище данных, доступ к проектам и на-стройкам из любого места обеспе-чивает пользователям новая версия Solid Edge® — ST9. Новые возможности по работе с об-лачной инфраструктурой предо-ставляют более гибкие варианты установки, расширяют доступ поль-зователей к данным и улучшают со-вместную работу распределенных проектных групп. Лицензии и поль-зовательские настройки теперь можно хранить в облаке, благодаря чему пользователи получают до-ступ к своей персональной рабочей среде в любое время и в любом ме-сте. Solid Edge ST9 может хранить данные в защищенном облачном хранилище, что позволяет обмени-ваться проектными файлами с за-казчиками и поставщиками в кон-тролируемой среде, используя такие популярные программы, как Dropbox, One Drive™, Google Drive™ и Box. При эффективной поддержке работы онлайн всегда сохраняется возможность функционирования системы и без доступа к сети.Новые встроенные средства управ-ления данными позволяют эффек-тивно контролировать растущий объем CAD-моделей. Предусмотрен быстрый поиск файлов по их атри-бутам, а также анализ последствий вносимых изменений. Не нужно устанавливать сервер баз данных, не требуется поддерживать сами ба-зы. Новый инструмент «Диспетчер проекта» выполняет простое и бы-строе управление версиями и выпу-

ском документации. Это суще-ственно улучшает согласованность и организацию данных, а также позволяет быстрее выполнять ру-тинные задачи управления доку-ментацией.Расширенная интеграция с Teamcenter включает в себя новую ленту инструментов для единого доступа к задачам управления данным и новое окно, встроенное в среду Active Workspace. Лента ин-струментов помогает конструкто-рам быстро выполнять поиск при-меняемости деталей и запускать рабочие процессы Teamcenter; просматривать и редактировать свойства; контролировать синхро-

низацию данных, что ускоряет процесс освоения системы новы-ми пользователями, а опытным инженерам позволяет решать за-дачи быстрее. Новые средства преобразования данных расширяют возможности существующей подсистемы им-порта CAD-моделей. Например, ассоциативность между моделя-ми и чертежами Solid Works® те-перь может быть передана в Solid Edge. Кроме того, инструмент экспорта Solid Edge 2D-в-AutoCAD® обеспечивает точную передачу элементов чертежа Solid Edge в AutoCAD. В Solid Edge ST9 имеется также доступ к 2D-черте-жам, созданным в недавно анон-сированной компанией Siemens системе Catchbook™. Это позволя-ет быстро создавать 3D-модели и профессиональные чертежи на основе эскизов.

ственную продукцию. Улучшенная совместимость обеспечивает безу-пречную интеграцию моделей. Чтобы гарантировать соответствие отраслевым требованиям, осно-ванным на экологических стан-дартах, прогнозируемой рыноч-ной конъюнктуре и экономических ограничениях, в версии LMS Imagine.Lab 15 мульти-дисциплинарные библиотеки ком-понентов были расширены для усовершенствования возможно-стей моделирования. Новый набор

Новая версия LMS Imagine.Lab™ 15 несет в себе целый ряд усовершен-ствований, нацеленных на обеспе-чение оптимального взаимодей-ствия с пользователем на всех этапах цикла проектирования. Уси-лия разработчиков в первую оче-редь были направлены на повыше-ние эффективности рабочего процесса. Новая версия предлагает более мощные инструменты моде-лирования и анализа, помогающие инженерам и проектировщикам бы-стрее разрабатывать высококаче-

специальных интерфейсов прило-жений ускоряет моделирование и параметризацию, позволяя оцени-вать функциональную производи-тельность систем. Расширенные библиотеки компонентов дают возможность проектировать про-дукцию в автомобильной и аэро-космической отраслях, в тяжелой промышленности и машинострое-нии с первой попытки — без по-следующих доработок — и успеш-но соответствовать ожиданиям.

8


«Перспективы для дигитализации в России и мире одни»

Дигитализация, составляющая часть концепции «Промышленность 4.0», является стратегическим направлением Siemens, в реализации которого Siemens PLM Software принимает самое активное участие.Интервью с Виктором Беспаловым, вице-президентом, генеральным менеджером Siemens PLM Software в РФ и СНГ

Будущее уже здесь

9


уже недостаточными для сохранения конкурентоспо-собности. Связано это, прежде всего, с быстрым появ-лением новых технологий как в области разработки продуктов, так и в области их изготовления. К приме-ру, 3D-печать, Интернет вещей, облачные технологии. Наиболее продвинутые предприятия очень внима-тельно отслеживают ситуацию с развитием новых тех-нологий и оценивают на предмет возможности их применения у себя. Siemens также внимательно сле-дит за этой тенденцией и активно ведет разработку но-вейших технологий, обеспечивая их доступность и га-рантируя реальную отдачу для своим заказчикам. Сегодня высокую актуальность получают вопросы соз-дания цифровых двойников как изделий, так и произ-водственных процессов в рамках расширенного пред-приятия, когда задействованы и головной разработчик, и его поставщики. Siemens предлагает новые решения, соответствующие требованиям рын-ка. Речь идет о создании цифрового двойника не толь-ко механической конструкции изделия, а цифрового двойника всего изделия в целом, которое включает в себя электронные и программные компоненты.

— Решения Siemens для проектирования и автома-тизации производства, управления жизненным ци-клом изделия уже получили широкое распростра-нение на российских предприятиях. Как вы видите дальнейшее развитие российских заказчиков? Что Siemens может им предложить? — Решения Siemens PLM Software достаточно широко используются в высокотехнологичных машинострои-тельных отраслях российской промышленности. В первую очередь мы имеем в виду авиацию, авиадви-гателестроение, автомобилестроение, энергетическое машиностроение, космос. Использование решений для управления жизненным циклом изделия во мно-гих лидирующих машиностроительных российских компаниях находится на хорошем мировом уровне, и это не голословное утверждение. При этом необходи-мо помнить, что рынок не стоит на месте. Те россий-ские компании, которые ставят перед собой задачу выхода на международный рынок, должны отдавать себе отчет в том, что достигнутые сегодня хорошие результаты, связанные с внедрением решений по управлению жизненным циклом, завтра могут быть

10


11


Необходимость создания полного цифрового двойника была одной из основных причин последних приобретений Siemens, в частности была куплена компания LMS, обла-дающая инновационными техноло-гиями в области создания элек-тронных прототипов сложных мехатронных устройств. В числе других приобретений — компания Polarion, специализирующаяся в области ALM (Application Lifecycle Management), на управлении про-цессами и разработками про-граммного кода. На сегодняшний день изделия ус-ложнились еще больше — совре-менные изделия содержат не только механическую составляющую, но и электронные и программные ком-поненты. Соответственно головные разработчики, создающие сложные устройства, должны иметь возмож-ность управлять всеми этими про-цессами. Предваряя потребности своих заказчиков, Siemens уделяет этим вопросам большое внима-ние — ведет как собственные разра-ботки, так и приобретает компле-ментарные технологии. Мы предлагаем прорывные решения и нашим российским заказчикам, ко-торые, как я уже сказал, находятся на хорошем уровне развития и ав-томатизировали многие свои про-цессы, связанные с выпуском рабо-чей конструкторской документации. Отзываясь на требования рынка, Siemens представил этим летом но-вый портфель решений Simcenter, объединивший собственные продук-ты, разработка которых велась в те-чение последних лет, и приобретен-ные технологии и продукты. В него вошли решения приобретенной на-ми компании LMS в области 1D-про-ектирования и решения по тесту, собственные продукты Siemens в об-ласти NX 3DCAE и продукты, разра-ботанные компанией CD-Adapco из области CFD, вычислительной ги-дродинамики и др. Важно отметить, что мы не просто объединили под одним брендом существующие и новые продукты, — Siemens создал уникальное интегрированное реше-ние, которое позволит нашим заказ-чикам получить новые возможно-сти, связанные с комплексным использованием средств инженер-ного анализа, разработки сложных мехатронных систем и испытаний.Хотелось бы отметить еще одно на-правление, которое сейчас активно нами развивается, — это направле-ние MOM (Manufacturing Operations

Management), т.е. решения для управления уровня цеха, в кото-рое входят системы класса MES (Manufacturing Execution System). Мы видим большой интерес к это-му направлению со стороны рос-сийских заказчиков, уже оценив-ших преимущества PLM-системы и заинтересованных в серьезном увеличении преимуществ при ин-теграции PLM-системы с системами класса MES. Мы ведем ряд предва-рительных проработок в этом на-правлении и, уверен, в ближайшее время мы сможем более детально об этом рассказать и даже предста-вить конкретные примеры реали-зации.Таким образом, на сегодняшний день мы предлагаем нашим рос-сийским заказчикам современные технологии, которые предоставля-ют им возможность серьезно по-высить свою конкурентоспособ-ность и соответствовать требованиям, связанным с появле-нием новых технологий разработ-ки и изготовления изделия, в том числе аддитивных технологий и Интернета вещей.— На российском рынке бытует мнение, что продукты Siemens PLM Software могут позволить се-бе только компании с государ-ственным участием, реализую-щие серьезные государственные программы по разработке слож-ных наукоемких изделий. Что предлагает Siemens PLM Software предприятиям коммерческого сектора? — Мнение о том, что продукты Siemens PLM Software могут позво-лить себе только компании, кото-рые реализуют крупные государ-ственные программы, не соответствует действительности. Среди наших заказчиков большое число российских частных компа-ний, где государство не является собственником. Например, пред-приятия энергетического машино-строения, такие как «Силовые Ма-шины» или «Ротек», активно используют наши продукты. Много примеров в сегменте среднего бизнеса — небольшие, динамично развивающиеся высокотехноло-гичные компании нуждаются в средствах автоматизации процес-сов разработки и изготовления той сложной продукции, которую они выпускают. Решения Siemens PLM Software масштабируемы, и мы всегда можем предложить модуль-ные продукты с наилучшим соот-

ношением цена/качество. Они аб-солютно конкурентные по цене с продуктами, которые сегодня по-зиционируются на рынке как ре-шения среднего класса, и в то же время обладают широким набо-ром функциональных возможно-стей, позволяющим заказчикам решать сложные задачи, связан-ные с производством и изготовле-нием изделий. — Несколько лет назад Siemens PLM Software анонсировал иници-ативу, суть которой заключается в движении к рынку и во взаимо-действии с заказчиками в контек-сте отраслевых индустриальных решений. Как вы оцениваете ее реализацию? Какие инициативы в ближайшие годы российский офис Siemens PLM Software будет развивать в России?— Мы будем продолжать развитие отраслевой стратегии на россий-ском рынке. На наш взгляд, это наиболее правильный подход к ра-боте: в данном случае мы ведем разговор с заказчиком не о про-дукте, а о задачах, стоящих перед заказчиком, и тех преимуществах, которые дает то или иное решение конкретному предприятию с уче-том его отраслевой индустриаль-ной специфики, будь то авиация, автомобилестроение или энергети-ческое машиностроение. С точки зрения бизнеса перед каждой ин-дустрией стоят несколько разные задачи, даже если речь идет об од-ном и том же — разработке, про-изводстве и эксплуатации изделий. Индустриальная специфика всегда присутствует. Также мы очень ак-тивно развиваем наши консалтин-говые подразделения, потому что именно консалтинг позволяет мак-симально сократить сроки внедре-ния и запуска новых технологий у заказчика. Таким образом, мы на-целены приблизить свои решения к заказчику и сделать их макси-мально дружественными, быстро адаптируемыми и быстро внедряе-мыми. Другая важная инициатива связа-на с усилением наших позиций в области CAE. С приобретением та-ких компаний, как LMS и CD-Adapco, мы планируем усилить свое присутствие на российском рынке по этому направлению, на котором Siemens в тройке лиде-ров. Мы предлагаем нашим заказ-чикам полный спектр продуктов из линейки CAE для решения инже-нерных задач любой сложности.

12


Добавляя к этим продуктам проверенные решения для проведения испытаний, мы формируем уникаль-ное предложение для рынка, которого нет ни у одного нашего конкурента. Это создает хорошие предпосыл-ки для реализации концепции виртуализации испыта-ний, которой интересуются многие российские пред-приятия в связи с необходимостью решения задач по сокращению сроков разработки и снижению затрат на проведение натурных испытаний. Мы активно работали и будем продолжать работать с высшей школой: университетами и академическими вузами — с целью внедрения опережающего обуче-ния в современных условиях стремительно развиваю-щихся технологий. Промышленность часто не успева-ет адаптироваться к появляющимся современным, быстроменяющимся технологиям, а вузы, в свою оче-редь, ориентированы на подготовку студентов под су-ществующий уровень промышленности. Получается замкнутый круг: промышленность изначально отстает в процессе адаптации и применения современных тех-нологий, и вузы, готовя специалистов под существую-щий уровень использования технологий, также отста-ют. Университеты должны обучать студентов тем технологиям, которые появятся на рынке к моменту окончания их обучения. Мы эту тему развивали и про-должим развивать в сотрудничестве с передовыми университетами, чтобы готовить студентов в таком опережающем режиме.Большое внимание мы уделяем вопросам локализа-ции и технологического партнерства. Технологии Siemens базируются на открытых международных стандартах, таких как JT. Это создает хорошие возмож-ности для российских разработчиков программных продуктов, которые работают в области машинострое-ния, для того чтобы интегрироваться с российскими решениями в этой области. Есть очень хороший при-мер: компания DATADVANCE, которая является нашим технологическим партнером, ведет разработку своих продуктов и интегрирует их с нашими решениями NX и Teamcenter. Эта компания на промышленной вы-ставке «Иннопром» получила национальную премию

«Индустрия», которая, по сути, является российским промышленным «Оскаром». Нам очень приятно, пото-му что эта компания является нашим партнером, мы активно сотрудничаем, и я надеюсь, что в самое бли-жайшее время мы доведем эти решения до техниче-ской реализации.Таким образом, наши основные инициативы направле-ны на дальнейшую индустриализацию решений, в том числе их готовность к применению заказчиком и обе-спечение соответствующей консалтинговой поддерж-ки при внедрении. — Недавно Siemens объявил о приобретении компа-нии Polarion, бизнес которой до сих пор в России представлен не был. Как вы оцениваете перспекти-вы решений Polarion в РФ?— Оцениваем очень хорошо. Несмотря на то, что Polarion напрямую в России представлен не был и рос-сийские компании не знакомы с продуктами этой ком-пании, мы считаем, что у рынка существует очень хо-роший потенциал. В первую очередь эти решения дают серьезные преимущества и выгоду при создании интегрированного решения, т.е. они интересны пред-приятиям, которые ведут разработку сложных науко-емких продуктов, содержащих в своем составе про-граммный код. В их числе, например, сложные изделия с контроллерами, которые управляются специально разрабатываемым программным кодом (это и самолеты, и авиационные двигатели, автомоби-лестроение, энергетическое машиностроение и т.д.). Предприятия заинтересованы в получении интегриро-ванных решений, которые позволяют вести разработ-ку сложных комплексов, содержащих в себе не только механическую и электронную компоненту, но и про-граммную. Российские предприятия подвержены вли-янию тех же трендов, что и глобальные компании, в частности речь идет об усложнении процессов разра-ботки. Очевидно, что в рамках российской националь-ной технологической инициативы без соответствую-щего программного кода не может быть создано беспилотных самолетов, кораблей, транспортных средств, и, соответственно, возникает необходимость

13


в интегрированных средствах, которые позволят управлять сложными процессами разработки таких изделий.— На рынке активно и много говорится про адди-тивные технологии. Поддерживает ли PLM эти тех-нологии? Что вы можете сказать о российской прак-тике использования аддитивных технологий?В последнее время многие компании сообщают о сме-не парадигмы в области разработки, потому что адди-тивные технологии меняют не только сам процесс из-готовления тех или иных изделий, в дальнейшем они усилят влияние и на процесс разработки. Мало того, аддитивные технологии серьезно изменят и сами про-цессы разработки и проектирования изделий, потому что конструктор всегда должен опираться на методы и существующие технологии изготовления. Siemens одним из первых активно начал применять 3D-печать при ремонте, например, газовых турбин. И на сегодняшний день аддитивные технологии активно используются нашей компанией в промышленном масштабе. Станкостроительная компания DMGMORI в рамках специального соглашения с Siemens объедини-ла классические технологии механообработки и адди-тивные технологии в одном станке. Она оснащает свои обрабатывающие центры системой NX, поддер-живающей оба типа технологии. Гибридное аддитив-ное производство в NX позволяет проектировать и си-мулировать процессы аддитивного производства, которые выполняются в традиционной среде станка. При построении сложной геометрии с помощью адди-тивного производства, в том числе внутренних поло-стей, и при обработке их с жесткими допусками, как они строятся с использованием аддитивного произ-водства, пользователи могут производить новые клас-сы деталей или объединить несколько процессов в один, используя аддитивное производство.Мы отмечаем тенденцию к тому, что различные техно-логии применяются в сочетании для того, чтобы полу-чать готовые детали в одном процессе. В прошлом многие производители должны были перемещать де-тали много раз от станка к станку для обеспечения ка-

чества. Гибридное аддитивное производство позволя-ет изменить понимание людей и то, как они могут производить продукцию в будущем. Они смогут пре-вратить идею в готовое изделие в течение всего лишь нескольких часов. Производство с использованием гибридной аддитивной технологии меняет представле-ние о том, как будет создаваться изделие.Россия также не остается в стороне, многие россий-ские заказчики активно интересуются аддитивными технологиями, пытаются их применять, очень внима-тельно следят за возможностями использования ми-рового опыта. Мы открыты к диалогу и с удовольстви-ем будем сотрудничать с такими российскими компаниями. — Насколько активно Siemens вовлекается в локальные мероприятия, в рамках которых обсуждается развитие российской промышленности и ИТ-отрасли?— Siemens работает на российском рынке больше 160 лет, а наше подразделение Siemens PLM Software в уже 25 лет. Все, что мы делаем здесь, в России, мы делаем с учетом требований наших российских заказ-чиков. Конечно, мы не можем игнорировать те трен-ды, которые происходят на российском рынке, вклю-чая саму ИТ-отрасль. Siemens PLM Software является активным участником и членом некоммерческой Ас-социации предприятий компьютерных и информаци-онных технологий (АПКИТ), объединяющей практиче-ски всех российских интеграторов и разработчиков программного обеспечения, а также зарубежные ИТ-компании.Мы стараемся принимать участие в тех инициативах, которые осуществляет российское правительство, в том числе в Национальной Технологической Инициа-тиве: мы работаем с заказчиками, которые являются активными участниками этой инициативы, предлага-ем свои решения с той целью, чтобы они были макси-мально адаптированы к российскому рынку, а также для того, чтобы создавалась и появлялась современ-ная уникальная экспертиза, связанная с использова-нием этих технологий.

Развитие международной кооперации требует организации общности информационного пространства, а программные продукты должны иметь широкое международное распространение

14


Завтра начинается сегодня

15


Эффективная стратегия дигитализации жизненно важна для обеспечения будущего процветания предприятия и его заказчиков

Цифровую революцию уже не остановить. Промышленные предприятия получили и оценили преимущества, которые она несет: рост производительности и гибкости, сокращение срока вывода изделий на рынок, повышение конкурентоспо-собности. Стало возможным заказывать индивидуализиро-ванную продукцию, максимально соответствующую потреб-ностям конкретного потребителя. Размер партии в одну штуку стал новой нормой

Какое влияние на конкурентоспособность Вашего предприятия окажет Промышленность 4.0?

Технологичные люди — так в компа-нии Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) называют сотрудников, ко-торые изучают и исследуют процессы, технологические решения и техноло-гию в широком смысле — на уровне более высоком, чем отдельный ста-нок. Термин «технологичные люди» подчеркивает фундаментальное пра-вило: сегодня недостаточно продавать технически безупречные изделия. За-казчикам требуются максимальная гибкость, короткие сроки внедрения инноваций и инновационные модели ведения бизнеса, дающие реальную отдачу. Компания SW в полной мере разделяет такой поход. Почти 500 специалистам уже присвоен статус технологичных лю-дей. Компания проводит техническое консультирование и выпускает изделия посредством самых современных мно-гошпиндельных обрабатывающих цен-

тров и средств автоматизации сбороч-ных процессов. Превосходное качество ее онлайн-услуг завоевало уважение заказчиков во всем мире.Несколько лет назад компания SW соз-дала онлайн-решение для анализа тех-нического состояния станков. С его помощью специалисты в головном офисе SW в Баден-Вюртемберге, а так-же в дочерних компаниях, располо-женных в США и Китае, имеют воз-можность устранять возникающие проблемы дистанционно: вмешатель-ство наладчика, как правило, не требу-ется. Если возникает потребность в за-пасных частях, то их доставка организуется незамедлительно. Эта технология позволяет также планиро-вать работы по техобслуживанию в со-ответствии с реальными потребностя-ми оборудования, что существенно снижает непредвиденные простои и помогает выбирать наиболее удобное

16

PLM Эксперт | Октябрь 2016Выше оборот,ниже себестоимостьОпрос трехсот предприятий, который провело консалтинговое агентство McKinsey & Company, показал, что компании ожидают большой отдачи от дигиталицазии производства

«Промышленность 4.0» — новые возможности, а не новые риски»

А На Ваш взгляд, как вырастет оборот компании в результате реализации концепции «Промышленность 4.0»?

B На Ваш взгляд, как сократятся расходы в результате реализации концепции «Промышленность 4.0»?

10%

А В А В А В

10% 10%

12%12%

14%

Германия США ЯпонияГермания США Япония

78%

90%92%

100% 15%

Источник: McRinsey & Company

Дигитализация позволяет объединить все этапы процесса создания изделия

время проведения работ по техобслу-живанию. Эта онлайн-система, создан-ная в рамках линейки «Услуги по по-вышению производительности на всех этапах жизненного цикла» (PULSE), предоставляет заказчикам еще одно серьезное преимущество: компания SW в любой момент может оценить производительность своих станков на объекте заказчика, сравнить ее с за-данной и на этой основе дать рекомен-дации по оптимизации технологиче-ских процессов и процессов технического обслуживания. «Система обеспечивает прозрачность, без кото-рой мы не смогли бы выяснить, поче-му объем выпуска продукции ниже за-данного либо нестабилен, и, как следствие, устранить причину — осо-бенно если речь идет о станках, под-ключенных к компьютерной сети, — рассказывает Йохен Хайнц, руководитель отдела обработки техно-логической информации компании SW. — Например, причина может за-ключаться как в конкретном станке, так и в устройстве подачи заготовок».Решение PULSE основано на созданной компанией Siemens онлайн-платформе Machine Tools Analytics Services. Данная платформа предоставляет заказчикам

инновационные услуги, основанные на дигитализации всех процессов, и способствует созданию новых моделей ведения бизнеса.

Основные составляющие цифрового предприятияОснову цифрового предприятия со-ставляют четыре базовых элемента: во-первых, это промышленные про-граммные решения для сквозной под-держки всех процессов — от разработ-ки изделия до его изготовления и обслуживания. Во-вторых, для обмена данными требуется эффективная ин-фраструктура телекоммуникаций. Так-же необходимы надежные средства информационной безопасности, обе-спечивающие защиту коммерческой тайны в онлайн-пространстве. Наконец, в рамках цифрового пред-приятия должны присутствовать сер-висы, повышающие реальную произ-водительность труда на основе дигитализации. Дигитализация позволяет объединить все этапы процесса создания изделия. Первые попытки такого объединения были предприняты еще в 1980-е годы, когда была предложена концепция компьютерно-интегрированного про-

17


изводства (CIM). Однако в то время было невозможно провести полную интеграцию систем автоматизиро-ванного проектирования конструк-ции изделия (CAD) и технологии его изготовления (CAM). «Тогда техноло-гии просто не достигли требуемого уровня развития, — отмечает Уве Грундманн, руководитель европей-ского подразделения американской исследовательской группы компа-ний ARC Advisory. — Данные переда-вались по телефонной линии слиш-ком медленно — со скоростью всего 56 килобит в секунду». Сегодня ско-рость передачи достигает 10 гигабит в секунду — в 180 тысяч раз бы-стрее! Кроме того, разработаны го-раздо более производительные ме-тоды фиксации, передачи, хранения и анализа больших объемов данных. Технический прогресс повлиял не только на объемы передаваемых данных, но и на развитие решений для их анализа и применения.

Заказчики — двигатель прогрессаОднако на развитие концепции цифрового предприятия влияет не только технический прогресс. «Мне-ние заказчиков крайне важно. Им требуется поддержка на пути к циф-ровому предприятию, а также соот-ветствующие решения и продукты», — отмечает Питер Векессер, COO Siemens PLM Software.Неудивительно, что «сокращение сроков выпуска изделий на рынок приобретает все большую важ-ность», подчеркивает Векессер. И это требует всеобъемлющего подхо-да к дигитализации процессов. По-

требности заказчиков все более индивидуализируются, что требует большой гибкости. «Наша цель — это партии размером в одно изде-лие. В компании Nike, например, можно заказать вышивку своего имени на кроссовках, причем та-кая вышивка делается непосред-ственно на обувной фабрике», — рассказывает Векессер. В конце концов, все сводится к повыше-нию производительности, более эффективному использованию технологического оборудования и человеческих ресурсов, а также к сокращению расходов энергии и сырья.

Внедрение технологий 3D-печатиТехнологии 3D-печати открывают новые возможности, которые от-лично поддерживают гибкое про-изводство индивидуализирован-ных изделий. 3D-печать, при которой непосредственно исполь-зуется содержащаяся в CAD-фай-лах геометрия, позволяет созда-вать детали и узлы из металла, полимеров и керамики, которые раньше было либо невозможно, либо крайне сложно изготовить. Процесс трехмерной печати осо-бенно актуален при малых разме-рах партий, а также при изготовле-нии легких, но при этом очень прочных изделий. Он обеспечива-ет быстрый выпуск продукции, в конструкцию которой постоянно вносятся изменения, что особен-но характерно для авиацион-но-космической и автомобильной отраслей.

Например, детали рулевого управ-ления автомобиля Porsche 919 сна-чала печатаются, а затем проходят окончательную механическую об-работку на одном и том же станке, имеющемся у поставщика. В про-шлом от замысла до изготовления таких деталей проходили многие недели. Теперь этот процесс зани-мает лишь пару часов. Компания Airbus применяет 3D-печать для вы-пуска неответственных титановых деталей самолета A350. Ранее эти детали фрезеровали из алюминия и их масса была на 30 % больше.Дигитализация заводов неизбежно сопровождается созданием мощ-ной телекоммуникационной ин-фраструктуры. Таким образом, происходит переход от двунаправ-ленного, иерархически организо-ванного обмена информацией к распределенным сетевым систе-мам.

Пять этапов цифрового производстваЦифровое производство можно подразделить на пять этапов: кон-струирование изделия; проектиро-вание технологических процессов; подготовка производства; изготов-ление изделия; обслуживание из-делия. В отличие от традиционных подходов, при цифровом произ-водстве эти этапы рассматривают-ся в виде единой, полностью инте-грированной системы, а не набора последовательно выполняемых от-дельных процессов. На каждом этапе, так же как и при переходе между этапами, все необходимые данные фиксируются, передаются и анализируются. Инновации создаются, проверяют-ся, улучшаются в цифровом виде. Задолго до изготовления первого реального изделия инженеры соз-дают цифровой двойник, на кото-ром можно провести виртуальные испытания и определить работоспо-собность и различные характери-стики будущего изделия. В идеале после запуска производства кон-структорам не придется вообще вносить каких-либо изменений в конструкцию. «Цель — изготовить первый образец так, чтобы он пред-ставлял собой готовое для продажи заказчику изделие», — поясняет Ве-кессер. Подобный цифровой под-ход распространяется и на техноло-гическую подготовку производства: весь производственный процесс

18


19


также разрабатывается в цифровом виде, вплоть до виртуального запу-ска новой линии или целого завода. Например, как только становятся известны все характеристики ново-го изделия, компьютер создает кон-структорские спецификации, содер-жащие все входящее в изделие де-тали и узлы.Когда наступает этап изготовления изделия, конструкторские данные легко передаются в цеха цифрового предприятия. Это выглядит очевид-ным, но на практике все нередко происходит совсем по-другому. По-скольку сегодня на предприятиях часто используются несовместимые между собой компьютерные систе-мы, данные обычно приходится рас-печатывать и затем повторно вво-дить вручную. Это сложный процесс, чреватый появлением ошибок.Дигитализация предполагает повы-шение производительности, сокра-щение издержек, создание макси-мально эффективных изделий. Ее внедрение и реализация приводят к переходу на новые модели ведения бизнеса и организации взаимоотно-шений с заказчиками. В результате, подобно компании SW, промышлен-ные предприятия получают прямой канал связи с выпущенным обору-дованием — от фрезерных станков и ветрогенераторов до реактивных двигателей. Эксплуатационные дан-ные автоматически собираются, пе-редаются и анализируются, что по-зволяет контролировать работу

изделий. Кроме того, обеспечива-ется поддержка профилактическо-го обслуживания, исключающего отказ работы оборудования.

Защита данныхДигитализация процессов и доступ поставщиков услуг к данным вы-зывают опасения с точки зрения безопасности. Без надежной защи-ты данных многие стратегические концепции будущего невозможно реализовать в полной мере, под-черкивает немецкая Ассоциация производителей электрической и электронной техники (ZVEI), сфор-мировавшая собственную рабо-чую группу для изучения данного вопроса. Успешно применяемые во многих отраслях технологии за-щиты данных, к сожалению, не-редко неприменимы в других сек-торах промышленности. «Например, поставщики финансо-вых услуг более всего озабочены вопросами непосредственной за-щиты данных. С другой стороны, в промышленности важнее всего на-дежность и готовность оборудова-ния к работе, — поясняет Грунд-манн. — Это две совершенно различные задачи, требующие раз-ных подходов к решению». Как показывает опыт компании SW, многие современные пробле-мы промышленности можно ре-шить посредством перехода на цифровые технологии. Сегодня со-трудники компании SW работают над следующим эволюционным

этапом дигитализации. «Мы хотим добиться полной прослеживаемо-сти работы наших станков, приме-няя Mind Sphere — новую плат-форму Интернета вещей. Это совершенно иной масштаб в плане объемов обрабатываемых дан-ных», — отмечает Хайнц. Подоб-ный переход является длительным и предполагает вовлечение заказ-чиков, чтобы учесть их требования к передаче и защите обрабатывае-мых данных. «Такую стратегию просто невозможно реализовать в рамках существующих процессов. Она должна стать основным эле-ментом этапов разработки, изго-товления и последующего обслу-живания изделия», — говорит Хайнц.В SW уверены, что вложенные уси-лия приведут к положительным ре-зультатам. Эффективные страте-гии дигитализации жизненно важны для обеспечения будущего процветания и самого предприя-тия, и его заказчиков.

Дигитализация предполагает повышение произво-дительности, сокращение издержек, создание мак-симально эффективных изделий

20


На протяжении нескольких лет Siemens серьезно инвестирует в интеграцию промышленных программных решений, обеспечи-вая дигитализацию всей цепочки создания прибавочной стои-мости. Результаты этой работы были представлены на Ганновер-ской выставке 2016. Наибольший интерес у посетителей вызвали поддержка замкнутого цикла управления производ-ством, интегрированные средства проектирования мехатрон-ных систем и Mind Sphere — облачное решение для промышленности

Новая реальность

21


Тот, кто внимательно следит за развитием концепции «Промышленность 4.0» и Интернетом вещей, согла-сится, что отделить зерна от плевел в этих вопросах непросто. Что пустой разговор, а что можно реально воплотить в жизнь? Какими будут интеллектуальные средства производства? Ответов на многие вопросы нет. Между тем уже сегодня Siemens предлагает реше-ние важных задач, встающих перед промышленными предприятиями, выбравшими переход на цифровые технологии. Эти решения направлены на поэтапное внедрение технологий и быстрое получение суще-ственных положительных результатов.Одной из сложнейших задач — с этим соглашаются все специалисты — остается преодоление несовмести-мости форматов данных, применяемых на основных этапах производства: при конструировании изделий, проектировании технологических систем и собствен-но изготовлении изделий. Другой вызов — необходи-мость эффективной интеграции технических и эконо-мических процессов. Эти задачи требуют срочного решения, поскольку концепция «Промышленность 4.0» просто не будет работать в случае применения разрозненных IT-систем, столь часто встречающегося сегодня. В своей основе концепция «Промышленность 4.0» полагается на будущие процессы проектирования и изготовления еще более сложных, умных и индиви-дуализированных изделий, выпускаемых под требова-ния конкретного заказчика по себестоимости, сравни-мой с себестоимостью производства массовой продукции. Разве это будет работать, если на разра-ботку технологии производства нового исполнения изделия уходят многие недели?Достигнутый сегодня уровень технологий CAX-систем — например, система NX от Siemens — позволяет созда-вать модели изделий, данные в которых связаны со структурой изделия (конструкторской спецификацией). Затем в системе для технологической подготовки про-изводства — Tecnomatix — выполняется разработка технологии изготовления, включая выбор станков и прочего оборудования — вплоть до численного моде-

лирования производственного процесса и материаль-ных потоков. В результате создается цифровое описа-ние технологического процесса. Система для управления жизненным циклом изделия (PLM) — Teamcenter — выполняет интеграцию данных и под-держивает информацию в актуальном состоянии. Од-нако описания структуры изделия, технологического процесса и оборудования представляют собой лишь теоретическую модель. Для непосредственного управления конкретным стан-ком или линией нужно больше. На этапе размещения заказа на изготовление необходимо связать требова-ния к конкретному заказу с другими инженерными данными. Нужно добавить данные о покупных деталях и о технологической системе конкретного завода, включая планировку цехов. Эту задачу выполняют ав-томатизированные системы управления производ-ством (MES), но применяемая в них модель данных несовместима с системами конструкторско-технологи-ческой подготовки производства. Во многих случаях приходится повторно вводить технологические опера-ции и прочие сведения.

Замкнутый цикл управления производством Siemens предлагает подход «Замкнутый цикл управле-ния производством» (Closed Loop Manufacturing), в рамках которого уже создана единая модель данных, что позволяет устранить множество непроизводитель-ных этапов работы и обеспечить двунаправленную пе-редачу информации. В результате хранящиеся в PLM-системе данные можно непосредственно приме-нять для управления конкретной технологической ли-нией, а сведения из цехов передавать конструкторам и технологам.Именно такая единая модель данных создает условия для реализации концепции «Промышленность 4.0». За пару минут удается выяснить, можно ли изготовить изделие в точном соответствии с требованиями заказ-чика, и если ответ положительный — то на каком обо-

Практически каждый руководитель понимает, что в среднесрочной перспективе переход к облачному хранению данных неизбежен

22

PLM Эксперт | Октябрь 2016 Крупные капиталовложения в интеграцию систем и органический рост

Проектирование электрических систем и средств автоматизации

Конструкторсредствавтоматизации

Проектирование механических узлов

Пример: конструктортехнологическойлинии

Интегрированные средства проектирования мехатронных узлов

Единая среда управления данными Teamcenter

Замкнутый цикл управления производством

Численное моделирование и контроль проектных решений

Автоматизация

Simatic

Разработка технологических процессов

Разработка изделий

Единая модель данных для разработки техпроцессов и проектирования изделий

Производство

рудовании; требуется ли внесение изменений в суще-ствующие технологические процессы; каковы временные затраты и стоимость. В результате обеспе-чивается централизованный доступ к данным по всем производственным площадкам и их связь с процесса-ми подготовки производства. Выполнение заказа на-чинается автоматически после его размещения по ко-манде системы управления ресурсами предприятия (ERP) без задержек и с минимальной себестоимостью. Модель данных замкнутого цикла управления произ-водством включает системы NX, Tecnomatix, Teamcenter и Simatic IT. Другой вызов на пути перехода промышленности на цифровые технологии заключается в еще одной несо-вместимости форматов: сегодня специалисты различ-ных дисциплин, задействованные в проектировании и изготовлении «умных заводов», используют разные системы с разными моделями данных. Например, 3D-модели механических узлов несовместимы с логи-ческими моделями и схемами электрических систем. Модель работы встроенного в изделие программного обеспечения ничего «не знает» о механической и электрической конструкции. При наличии расчетной модели, созданной, например, в системе Process Simulate, результаты расчета возможно передавать в другие модели только после дополнительного этапа преобразования данных. Siemens же удалось обеспе-чить полную совместимость всех систем, применяе-

мых при разработке мехатронных изделий, и сделать следующий шаг.

Библиотеки междисциплинарных элементовИ в общем машиностроении, и в станкостроении мно-гие детали и узлы проектируются снова и снова, хотя в этом нет никакой необходимости. Теперь стало воз-можным создать библиотеку мехатронных деталей и узлов, среди которых — электродвигатели, приводы, клапаны, насосы и др., содержащую подробную ин-формацию по всем инженерным дисциплинам. В ходе проектирования станка любой элемент легко импортируется из библиотеки в виде готовой детали или узла, поскольку все управление данными выпол-няется централизованно в Teamcenter. Обеспечена со-вместимость с таким средством автоматизации, как портал TIA, что позволяет создавать прошивки ПЛК (программируемый логический контроллер) непо-средственно на основе конструкторско-технологиче-ских данных, а также выполнять виртуальный запуск производства. Такая интеграция устраняет необходи-мость повторного ввода данных, но что еще более важно — устраняется сам этап преобразования дан-ных и все работы по его поддержке. А ведь именно этот этап обычно требует очень много времени и средств. Это и есть автоматизация проектирования в самом прямом смысле слова.

23

Октябрь 2016 | PLM Эксперт Крупные капиталовложения в интеграцию систем и органический рост

Проектирование электрических систем и средств автоматизации

Конструкторсредствавтоматизации

Проектирование механических узлов

Пример: конструктортехнологическойлинии

Интегрированные средства проектирования мехатронных узлов

Единая среда управления данными Teamcenter

Замкнутый цикл управления производством

Численное моделирование и контроль проектных решений

Автоматизация

Simatic

Разработка технологических процессов

Разработка изделий

Единая модель данных для разработки техпроцессов и проектирования изделий

Производство

свое собственное облако, да и не каждая облачная платформа пригодна для промышленного примене-ния. Безопасность — как данных, так и прежде всего производственных процессов — является еще одним вызовом. Промышленное применение предъявляет совершенно другие требования к производительности облака в реальном масштабе времени, что отличается от использования Интернета в личных целях. На про-изводстве сбои с доступом в сеть продолжительно-стью всего лишь в миллисекунду способны нанести ущерб на миллионы долларов, в то время как подоб-ные прерывания, если просто просматривать страни-цы в браузере, вообще не играют никакой роли. Именно поэтому Siemens инвестирует в создание за-щищенной облачной инфраструктуры для своих за-казчиков. Первым этапом стало решение Mind Sphere — облако для промышленного применения, основан-ное на базе данных SAP HANA. Скоро появятся и дру-гие облачные платформы. На своей экспозиции на Ганноверской выставке Siemens представил поистине революционные реше-ния. На фоне ведущихся обсуждений о будущих воз-можностях цифрового предприятия сделан огромный шаг вперед, объединивший виртуальные и реальные процессы в Digital Enterprise Software Suite. Siemens смог интегрировать важнейшие элементы IT-инфра-структуры, добившись тем самым серьезного конку-рентного преимущества.

Подобное упрощение приводит к переменам во всех рабочих процессах и самого предприятия, и его по-ставщиков. Однако следует понимать, что внедрение новых процессов — это не просто реализация IT-про-екта. Подобные изменения рабочих процессов пред-ставляют собой переход к цифровому предприятию. В долгосрочной перспективе это даст компании преиму-щества по сравнению с конкурентами, которые не ре-шились на финансовые и трудовые затраты, связан-ные с преобразованием, посчитав его ненужным. Аналогичная ситуация складывается и в отношении облачного решения Mind Sphere, представленного Siemens на Ганноверской выставке 2016. Немало ру-ководителей предприятий высказывают опасения от-носительно применения облачных технологий в про-мышленности. Вместе с тем практически каждый понимает, что в среднесрочной перспективе переход к облачному хранению данных неизбежен, если мы действительно хотим обрабатывать технологическую информацию при помощи различных интернет-серви-сов. А ряд компаний уже даже начали работу по вне-дрению систем профилактического обслуживания и интеллектуальных логистических систем, которые по согласованию с заказчиком обеспечивают возмож-ность выхода в Интернет станкам, механическому оборудованию и прочим изделиям для сбора и анали-за производимых таким оборудованием данных. Не каждое предприятие имеет возможность создать

24


Поставщик автомобильных комплектующих — компания Küster Automotive — использует систему Polarion для соответствия требованиям стандарта SPICE 2-го уровня и формату обмена данными RIF

Polarion в работе

Решения Polarion от Siemens PLM Software помогли компании Küster до-биться полного соответствия норма-тивным требованиям и внедрить ряд ключевых технологий. Ей требовалось обеспечить соответствие стандарту Software Process Improvement And Capability Evaluation (SPICE) 2-го уров-ня. Необходимо было организовать управление сложным процессом в ус-ловиях, когда технические характери-стики хранятся в виде файлов Microsoft Office® и пересылаются по электронной почте в формате PDF. Трудности, с которыми столкнулись специалисты этой компании, являются типичными для всех пользователей программного обеспечения, работаю-щих в отраслях, где соответствие стан-

дартам является обязательным. Одной из главных причин поиска луч-шего решения стал и тот факт, что ав-томобильные предприятия предостав-ляли технические характеристики заказываемых деталей и узлов в фор-мате RIF (формат обмена требования-ми к изделиям). Компания также нуж-далась в системе управления изменениями. «Заказчики посылали нам PDF-файлы, — рассказал Кристиан Послусчини, руководитель по разра-боткам электронных систем и про-граммного обеспечения, Küster Automotive. — У нас не было системы для эффективного управления требо-ваниями — в Küster автоматизация не была внедрена на уровне ведения про-ектов».

25


И хотя дочерняя компания уже при-обрела несколько лицензий на кон-курирующую систему, и казалось логичным просто внедрить этот же продукт, в отделах проектирования электроники и эскизного проекти-рования все же был реализован опытный проект. «Реализация про-екта явно показала все ограничения конкурирующего решения. Поэтому мы решили попробовать Polarion ALM», — поясняет Послусчини.Опытный проект привел к понима-нию, что компании необходимо единое решение для управления требованиями вместо массы «точеч-ных» систем, плохо связанных меж-ду собой. Оно должно было поддер-живать файлы формата RIF, а также все функции прослеживаемости и подготовки отчетов, соответствую-щие стандарту SPICE® 2-го уровня для автомобилестроения. Решение также должно было обладать воз-можностью применения для управ-ления процессами испытаний и их автоматизации.Специалисты Küster выяснили, что система Polarion™ от Siemens PLM Software идеально отвечает потреб-ностям и требованиям их компании. Решение построено на web-архитек-туре, что существенно сокращает расходы на внедрение и поддержку в ходе эксплуатации. Уникальный

модуль Polarion LiveDoc™ позволя-ет легко переносить требования из локальных документов, управле-ние которыми затруднено и приво-дит к массе ошибок, в онлайн-сре-ду, постоянно поддерживаемую в актуальном состоянии. В такой среде очень удобно создавать до-кументы и работать с ними при по-мощи автоматизированных про-цессов. Немаловажным фактом является то, что данную техноло-гию можно адаптировать практи-чески к любому процессу.В Küster узнали, что одно из рас-ширений системы Polarion ALM как раз предназначено для импорта файлов формата RIF, поступающих от заказчиков. Согласно плану раз-вития, начиная с версии 2014 го-да, Polarion ALM в стандартной по-ставке полностью поддерживает файлы формата RIF/ ReqIF. В реше-нии имеется четкая схема расши-рения области применения данно-го приложения на процессы испытаний и управления каче-ством, при этом не требуется зани-маться интеграцией с другими си-стемами.Сегодня 62 сотрудника компании Küster используют Polarion ALM, что дает существенные преимуще-ства. Послусчини перечисляет ос-новные положительные моменты

внедрения этого решения: «Управ-ление требованиями в Polarion ALM оказалось очень удобным в плане обеспечения соответствия стандарту SPICE 2-го уровня для ав-томобилестроения. В плане про-слеживаемости мы легко добились необходимой глубины и ширины охвата. Система, которая обеспе-чивает соответствие стандарту SPICE, отвечает и за нашу работу в качестве поставщика крупных ав-топроизводителей. Возможность работы с файлами формата RIF (а скоро — и ReqIF) позволяет без проблем получать требования от заказчиков и управлять ими в ре-жиме онлайн. Для нас это колос-сальное преимущество. Polarion ALM не ограничивает наши воз-можности. Это открытая система, поэтому мы продолжаем исполь-зовать ранее применявшиеся ре-шения: систему контроля версий Tortoise SVN, средство моделиро-вания MATLAB, а также Sparx Systems Enterprise Architect для ра-боты с единым языком моделиро-вания UML. Управление требова-ниями в Polarion ALM оказалось значительно экономичнее, чем в конкурирующей системе. В резуль-тате покупки одного решения мы покрыли все наши потребности. Нам не пришлось заниматься до-рогостоящей интеграцией не-скольких программных продуктов. Фактически в ходе внедрения нам не понадобилось ни обучения, ни услуг сторонних специалистов». Послусчини добавляет: «Мы до-вольны непрерывными улучшени-ями и регулярными обновлениями системы. По сравнению с первой версией администрирование зна-чительно упростилось, к примеру появился графический интерфейс, заменивший XML-файлы. Мы с не-терпением ожидаем запланиро-ванной поддержки файлов форма-та ReqIF».Küster Automotive уже применяет Polarion при проведении испыта-ний. «Пока результаты испытаний собираются вручную, — поясняет Послусчини. — Но уже на ближай-шее будущее запланирована авто-матизация и этого процесса».

26


Перспективный прототип нового вида рабочих будущего

Следующим этапом развития технологий 3D-печати станет «мобильное производство». В Siemens разработали опытные образцы роботов, похожих на пауков, которые способны взаимодействовать между собой, печатая плоскости и более сложные структуры. Их применение позволит заметно ускорить изготовление крупных и сложных изделий, таких как фюзеляжи самолетов или корпуса судов

Паукообразный робот

27


Совсем недавно в лаборатории Siemens Corporate Technology на территории Принстонского университе-та можно было столкнуться с весьма крупными «пау-ками». Они укладывали толстый слой липкого матери-ала со сладковатым запахом, после высыхания образующий твердую и гладкую поверхность. Пауков становилось все больше, но при этом никто из присут-ствующих не бил тревогу. Все дело в том, что эти пау-ки пришли не из леса. Их спроектировали и изготови-ли исследователи из группы по конструированию и численному моделированию в области автоматизации и управления подразделения Siemens CT, возглавляе-мой Ливио Даллоро. Сотрудники команды Даллоро на-зывают их SiSpis (от Siemens Spiders, «пауки Siemens») и считают пауков перспективными прототипами ново-го вида рабочих будущего.«Роботы SiSpis — лишь часть того, что мы называем «гибкие производственные системы Siemens» (SiAMS). Они составляют основу проводимых в Принстоне ис-следований в области автономных систем», — отмеча-ет Даллоро. Похожие на пауков роботы представляют собой полностью автономные 3D-принтеры, снабжен-ные ногами. Даллоро продолжает: «Мы рассматрива-

ем возможность применения автономных роботов в процессах совместного аддитивного производства та-ких изделий, как автомобильные кузова, корпуса су-дов и фюзеляжи самолетов». Аддитивное производ-ство, или 3D-печать, — это технология создания поверхностей или целых изделий путем последова-тельного наложения микрослоев материала.

Самое важное — организация совместной работыДля добавления очередного слоя материала на вну-тренней поверхности заготовки размером с корпус судна потребуется немало пауков. Речь идет о сотнях роботов. Важный вопрос — как организовать совмест-ную работу этой армии? Ответ же видится в предостав-лении роботам определенной автономности. «Каждый паук способен изготовить лишь небольшой участок заготовки, — поясняет Хасан Синан Бэнк, ведущий участник проекта, подавший немало заявок на патен-ты. — Мы разрабатываем концепцию и рассматрива-ем различные варианты совместной деятельности ро-ботов». Разработанные сотрудниками Даллоро алгоритмы обеспечивают постановку задач целой

28


группе роботов. Благодаря этому два и более устройства совместно выполняют аддитивное изготовле-ние или обработку одной и той же детали или поверхности. Роботы снабжены камерами и ла-зерными сканерами, позволяющи-ми обследовать их ближайшее окружение. Зная диапазон пере-мещения манипулятора 3D-прин-тера, каждый робот самостоятель-но принимает решение, какую часть поверхности (не важно, пло-ской или искривленной) он может обработать. Соседние участки ана-логичным образом обрабатывают другие роботы. Каждая область де-лится на вертикальные параллеле-пипеды. Работая совместно, робо-ты способны обрабатывать самые сложные поверхности, не пропу-ская ни одного параллелепипеда. «Никто еще не пытался создать си-стему мобильного производства», — отмечает Бэнк.Основным принципом организации работы роботов-пауков является ав-тономность. К примеру, пауки точ-но знают свое положение в про-странстве. Когда по истечении двух часов работы аккумуляторы паука разряжаются, он самостоятельно

находит дорогу к зарядной станции, предварительно передав информа-цию о статусе выполнения задания другому — «заряженному» — пау-ку. В результате второй паук про-должает работу точно с того места, где остановился первый. При обна-ружении препятствия пауки само-стоятельно обходят его. Проект пауков-рабочих был начат Siemens в январе 2014 года. Далло-ро поясняет: «Целью проекта было создание опытного прототипа плат-формы для автономного производ-ства, способной понимать постав-ленную задачу, распределять ее между имеющимися роботами и запускать скоординированный тех-нологический процесс без написа-ния программного кода».Воплощение идеи рабочих-пауков стало возможным благодаря при-менению системы NX, разработан-ной Siemens PLM Software, и со-зданной группой Даллоро операционной системы для робо-тов, гибридной системы, объединя-ющей NX и ROS. «За исключением миниатюрных электродвигателей и кабелей всю конструкцию мы со-здали сами: и механические узлы, и программное обеспечение», —

отмечает Даллоро. В соответствии с духом проекта детали и узлы робо-тов-пауков сначала проектирова-лись в 3D, а затем изготавливались методом 3D-печати.Бэнк рассказывает, что для про-граммирования поведения роботов пришлось создать программные средства моделирования поведения робота в группе. Разработчики со-здали метод точной калибровки установленных на роботе форсунок для трехмерной печати. Как и обыч-ный 3D-принтер, каждый робот ос-нащен экструдером. Пока печать возможна только полилактидом — смесью кукурузного крахмала и тростникового сахара.Несомненно, исследователи уже со-вершили серьезный прорыв — смогли создать систему, отличаю-щуюся максимальной автономностью и минимальным объемом программирования. Како-вы дальнейшие перспективы разви-тия этого проекта? По словам Бэнка, «когда технология будет усовершен-ствована, ее можно будет приме-нять практически везде».По материалам журнала Pictures of the Future http://www.siemens.com/innovation

29


назначенных для 3D-печати, проектирования пресс-форм, прочностных расчетов и т.д. Объединенное мо-делирование существенно сокращает объемы ручной работы. Больше не требуется вручную создавать по-верхности, твердые тела и другие элементы геометрии.

Объединенное моделирование позволяет сразу при-менять отсканированную модель в проектировании пресс-форм, включать такую модель в сборку, выпол-нять расчеты и в целом применять к ней все обычные CAD-команды. Появившаяся в версии NX 11 новая функция «3D-печать» обеспечивает распечатку 3D-мо-делей непосредственно из NX, что существенно упро-щает процессы аддитивного производства. Таким об-разом, создан принципиально новый процесс сканирования, редактирования и печати. Он основан на технологии 3D-печати компании Microsoft и под-держивает широко распространенный формат 3MF.

Новые возможности NX 11 для технологической под-готовки производства повышают гибкость и точность обработки, сокращают сроки программирования стан-ков с ЧПУ и повышают качество готовой продукции. Новые функции программирования промышленных роботов в NX CAM расширяют возможности примене-ния системы при точной обработке крупных и слож-ных деталей на роботизированных комплексах, имею-щих шесть и более координатных осей. Узнать больше о версии NX 11 можно на www.siemens.ru/plm.

Революционная технология проектирования изделий — объединенное моделирование — реализована в но-вейшей версии NX. Эта технология помогает оптими-зировать конструкцию деталей, изготавливаемых ме-тодом 3D-печати, ускоряет процессы подготовки производства и позволяет широко применять методи-ку реверс-инжиниринга. В NX 11 введены улучшения во всех процессах автоматизированного конструктор-ско-технологического проектирования и инженерных расчетов. Представлено 3D-CAE-решение нового поко-ления, основанное на новой системе Simcenter 3D. Эффективность CAM-модуля повышена за счет под-держки роботизированных станков и гибридного ад-дитивного производства.

При проектировании изделия необходимо учитывать имеющиеся материалы и доступные технологические процессы. Инновационные технологии, как аддитив-ное производство, открывают совершенно новые воз-можности по созданию деталей с формами, обеспечи-вающими наилучшие технические характеристики изделия. Разумеется, традиционные методики CAD-мо-делирования ориентируются на традиционные техно-логические процессы. Они имеют существенные огра-ничения в плане оптимизации геометрии деталей, изготавливаемых процессами аддитивного производ-ства. Объединенное моделирование устраняет эти ограничения. Конструктора получают возможность быстро и гибко создавать новые оптимальные формы, ориентируясь на материалы и процессы трехмерной печати.

Кроме того, объединенное моделирование упрощает работу со сканированными моделями. Сканирование 3D-моделей в ходе проектирования изделия находит все более широкое применение. Так называемый ре-верс-инжиниринг уже созданных конструкций всегда был дорогостоящим и трудоемким процессом: полу-ченные сканированием фасетные данные приходи-лось вручную преобразовывать в поверхностные и твердотельные модели, пригодные для дальнейшего использования. Особенно трудоемким оказывалось преобразование моделей неправильной формы, пред-

Революционная технология проектирования — объединенное моделирование

30


В Siemens PLM Software развитию консалтингового направления по внедрению компонентов PLM-систем уделяют серьезное внимание

Реализация

эффективного

проекта — метод

предотвращения

кризиса

Александр Викторов, руководитель отдела сервисных и консультационных услуг Siemens PLM Software в РФ

Инвестиции в консалтинг — это инвестиции в свое развитие.

Повышение конкурентоспособности предприятия и его продукции на рынке

31


Распределенные по странам сервисные организации Siemens объединены в единую структуру «Глобальный сервис», которая насчитывает несколько тысяч про-фессиональных консультантов по различным направ-лениям компонентов PLM и отраслям промышленно-сти. О том, как российский отдел сервисных и консалтинговых услуг строит работу по проектам и взаимодействие с заказчиками, мы ведем разговор с Александром Викторовым, руководителем отдела сер-висных и консультационных услуг Siemens PLM Software в России.— Александр, давайте попробуем с вами разобрать-ся, кому и зачем нужны профессиональные консал-тинговые услуги? Какие преимущества получают предприятия при работе с консалтинговым подраз-делением Siemens?— Потребность в консалтинговых услугах обычно воз-никает при необходимости перейти на новый уровень производительности и повышения эффективности ра-боты. Обращение к профессиональной консалтинго-вой организации позволяет предприятию привлечь экспертов, специализирующихся на решении опреде-

ленных задач бизнеса, и получить доступ к методикам для решения задач по оптимизации бизнеса, на кото-рых данная консалтинговая организация специализи-руется. Инвестиции в консалтинг — это инвестиции в свое развитие. Это касается и развития бизнес-процессов, и развития специалистов заказчика, вовлеченных в проект. Как следствие — повышается конкурентоспо-собность предприятия и его продукции на рынке. Ис-пользование лучших отраслевых практик и подходов позволяет сократить сроки внедрения, затраты заказ-чика на технологическое перевооружение, на пере-ход к современным технологиям, повышающим эф-фективность предприятия. Сегодня, в условиях жесточайшей конкуренции, выигрывают те организа-ции, чья стратегия предполагает применение иннова-ционных технологических решений и подтвержден-ной консалтинговой экспертизы. Реализация эффективного проекта — метод предотвращения кри-зиса. Работа с консалтинговым подразделением Siemens для предприятия — это повышение эффективности

32


— Существует мнение, что одним из основных условий успешности реализации проекта является бы-строе и эффективное комплекто-вание проектной команды. Как должны быть распределены роли в команде и на ком лежит ответ-ственность за соблюдение сроков консалтингового проекта?— Прежде всего, необходимо пони-мать, что любой проект внедрения системы — это совместное меропри-ятие, за успешную реализацию кото-рого в равной степени ответственны специалисты всех вовлеченных сто-рон. Должна быть сформирована со-вместная команда внедрения, воз-главить которую должны два руководителя проекта, по одному с каждой стороны, обладающие рав-ной ответственностью за результат и подотчетные управляющему коми-тету, состоящему из высшего руко-водства обеих компаний. С самого начала проекта мы определяем пра-вила взаимодействия в соответствии с классическими методами управле-ния проектами и нашим уникаль-ным подходом Advantedge, отлично зарекомендовавшим себя на выпол-ненных проектах. От руководителя проекта со сторо-ны заказчика требуется наличие опыта и знаний специфики работы на предприятии, он должен обла-дать достаточным авторитетом, энергией и полномочиями для про-ведения изменений, вызванных внедрением решений проекта. Ру-ководители проектов со стороны Siemens обладают многолетним опытом ведения проектов внедре-ния PLM-решений и сертифицирова-ны по программе «Профессионал в управлении проектами (Project Management Professional, PMP)» международной организации «Ин-ститут управления проектами» (Project Management Institute, PMI).Есть различные варианты взаимо-действия и распределения задач по проекту между внешней и внутрен-ней командами. Остановимся на трех, наиболее часто используемых.При первом варианте взаимодей-ствия (Lead) ведущая, лидирующая роль принадлежит команде Siemens. Проект управляется руководителем проекта со стороны Siemens по на-шим правилам и плану, с примене-нием нашей методологии внедре-ния, с использованием прототипов и шаблонов Advantedge. Эту модель, в которой наша роль максимальна,

работы через внедрение или раз-витие PLM-решений. Сотрудники российского отдела сервисных и консалтинговых услуг владеют уникальными знаниями о функци-ональности наших продуктов, об организации рабочих процессов в конструкторских бюро и на про-мышленных предприятиях различ-ных отраслей, имеют разносторон-ний опыт внедрения приложений PLM. Применяемая нами собствен-ная методология внедрения при-ложений Advantedge Delivery раз-работана с учетом накопленного опыта и специфики внедрения приложений на российских и меж-дународных предприятиях.Для заказчика взаимодействие с Siemens в процессе внедрения PLM-решений выгодно. C одной стороны, это позволяет сократить время освоения продуктов и уско-рить отдачу от инвестиций, с дру-гой — обеспечивает обратную связь с разработчиками, что спо-собствует учету специфических по-требностей заказчиков при дальнейшей разработке приложе-ний.— Всегда стоит выбор: привлечь внешних консультантов или вы-полнить проект своими силами? Как вы считаете, может ли пред-приятие самостоятельно выпол-нить внедрение PLM-решения и перейти на новый уровень про-изводительности без помощи консалтинговой организации?— Безусловно может, и такие при-меры имеются. Давайте остано-вимся на таком варианте подроб-нее. Многие промышленные предприятия используют внутрен-ние и расширенные отраслевые стандарты, требующие некоторых доработок стандартной функцио-нальности наших программных продуктов, что в свою очередь приводит к созданию соответству-ющей команды разработки и со-провождения. Если такая команда разработки и сопровождения PLM-решений на предприятии сильная, то она, сле-дуя пожеланиям пользователей, может увлечься доработками, за-мещающими стандартную функци-ональность. Такая команда будет автоматизировать частные задачи на базе комплексной PLM-плат-формы, забывая об архитектуре решения в целом. Это может вы-звать сложности при обновлении

системы на новые версии ПО и ин-теграции с внешними системами. В результате предприятие будет от-ставать при переходе на новые версии приложений и при расши-рении использования функцио-нальности PLM-компонентов, а это значительно тормозит развитие.Поскольку Siemens поддерживает разработку продуктов централизо-вано, это позволяет сохранять вы-сокий уровень качества и скорость развертывания приложений систе-мы. Мы при реализации консал-тинговых проектов стремимся к необходимому минимуму частных доработок и рекомендуем исполь-зовать больше стандартной функ-циональности.Особенность работы наших кон-сультантов в том, что они еже-дневно решают вопросы, с кото-рыми предприятие сталкивается единожды. Обобщая свой, а также международный опыт, мы предла-гаем лучшие решения для задач наших заказчиков, в то время как специалист предприятия большую часть вопросов, возникающих при внедрении, решает впервые. Поэ-тому практика показывает, что внедрение системы силами соб-ственной команды предприятия занимает значительно больше времени, чем при выполнении ра-бот профессиональной командой. Как правило, при самостоятель-ном внедрении далеко не все воз-можности программного обеспе-чения используются.Расходы на содержание собствен-ной высококвалифицированной команды внедрения на предприя-тии достаточно высоки, к тому же не относятся к числу профильных. Ведь основная задача предприятия — это создание конкурентных вы-сокотехнологичных изделий и их продвижение на рынок, а не вне-дрение проектов автоматизации.

33


целесообразно применять при вне-дрении или развитии компонентов PLM в новой для заказчика области. Другой вариант (Architect) опреде-ляет роль команды Siemens как раз-работчика архитектуры PLM-реше-ния. Специалисты Siemens отвечают за построение решения и систем-ную архитектуру, в то время как ру-ководитель проекта и специалисты заказчика оказывают значительное влияние на планирование и управ-ление работами. Эта модель приме-няется при дальнейшем развитии внедренного PLM-решения, находя-щегося на сопровождении команды заказчика.И, наконец, третий вариант (Support) предусматривает привле-чение отдельных консультантов Siemens на проект, самостоятельно выполняемый командой заказчика. В таких случаях заказчик полностью определяет и контролирует ход ра-бот, управляет им по своему плану и привлекает наших специалистов для консультаций или разработки в отдельных областях, оплачивая ока-занные услуги по фактически отра-ботанному времени. — Какую методологию применяет команда Siemens? Насколько вы-бор методологии выполнения кон-салтингового проекта влияет на сроки его реализации? — В компании существует специаль-ное подразделение, в задачи кото-рого входит развитие собственной методологии, повышение эффек-тивности внедрения наших прило-жений. Несколько лет тому назад в рамках этого подразделения была

запущена инициатива «Программа успеха», неотъемлемой частью ко-торой является развитие нового подхода к внедрению приложений — Advantedge Delivery.В основе инициативы «Программа успеха» — огромный опыт по вне-дрению и разработке решений в различных отраслях и регионах мира, так называемые лучшие практики. Используя готовые ша-блоны и прототипы решений, мы можем значительно ускорить вне-дрение системы, отказавшись от определения с каждым заказчи-ком требований с нуля. По согла-сованию с заказчиком шаблоны и прототипы решений могут быть ис-пользованы как есть или с адапта-цией отдельных элементов, функ-циональных возможностей. Применение шаблонов и прототи-пов Advantedge позволяет суще-ственно, в 1,5-2 раза, сократить время на начальных этапах проек-та, которое было бы потрачено на совместное определение требова-ний и разработку технического описания решения. Будущий поря-док работы пользователей с при-менением программных продук-тов Siemens описывается в упрощенной документации в специальной нотации Advantedge, определяющей бизнес-процессы, сценарии работы и варианты ис-пользования функциональных воз-можностей PLM.Шаблоны Advantedge разрабатыва-ются с участием команд внедрения по всему миру и собирают опыт каждой страны в каждой отрасли

промышленности. В компании развернута специальная база зна-ний, где аккумулируются, обраба-тываются и публикуются практики внедрения, на основе которых раз-рабатываются шаблоны и прототи-пы решений по отраслям, функци-ональности приложений PLM. Мы активно реализуем проекты с применением методологии и ша-блонов Advantedge на российском рынке, а также участвуем в между-народных проектах. Можно ска-зать, что наша команда — это ко-манда специалистов со всего мира. Она объединяет специали-стов по всем продуктам Siemens PLM Software, постоянно обмени-вающихся опытом с зарубежными коллегами. В наших российских проектах принимали участие меж-дународные специалисты, так же как российские сотрудники перио-дически привлекаются к реализа-ции европейских проектов. Пода-вляющее большинство наших сотрудников имеет опыт работы в конструкторских и технологиче-ских подразделениях, отделах ин-формационных технологий на ма-шиностроительных предприятиях. Средний стаж работы наших кон-сультантов составляет более 10 лет в области PLM.— Сколько может и должен про-должаться консалтинговый про-ект? — Продолжительность проекта, как и состав работ, обычно определяется совместно с заказчиком на этапе планирования. Она зависит от соста-ва задач, включенных в его границы, от степени мобилизации ресурсов за-казчика, от сроков разработки изде-лия, к выпуску которого привязан проект. В зависимости от задач про-екты могут продолжаться от 3-6 ме-сяцев до 1,5-2 лет.Мы стараемся делить крупные про-екты на этапы продолжительно-стью не более 3-6 месяцев, что по-зволяет получать промежуточные результаты, значимые для заказ-чика. Иначе продолжительные пе-риоды работы без результата при-водят к неизбежной усталости от процесса и потери уверенности в конечном результате у исполните-лей. Функционально проект дол-жен планироваться как движение от простого к сложному.Можно отметить, что с началом реализации подходов Advantedge Delivery мы наблюдаем тенденцию

34


35


Обращение к профессиональной консалтинговой организации позволяет предприятию привлечь экспертов и получить доступ к уникальным методикам

значительного сокращения сроков реализации проектов за счет приме-нения прототипов и стандартных шаблонов решений. — Оценка трудоемкости проекта жизненно важна для понимания как его продолжительности, так и реализуемости. Как Вы оценивае-те продолжительность и трудоем-кость проекта?— При оценке продолжительности и трудоемкости проекта используются рекомендации методологии по структуре задач и принимаются в расчет следующие факторы:• - наличие/отсутствие четко сфор-

мулированных требований заказ-чика;

• - прогнозируемый объем доработ-ки решения.

Назначенный руководитель проекта определят состав работ, планирует ос-новные контрольные сроки проекта.Для оценки трудоемкости, если все работы спланированы достаточно детально, все требования заранее определены или известны, применя-ется метод оценки «снизу вверх» — оценка затрат на детальных уровнях проекта, а затем суммирование за-трат на более высоких уровнях для получения стоимости всего проекта.В тех работах, где существует не- определенность, применяется метод экспертной оценки «по аналогам», то есть каждый последующий проект планируется по опыту предыдущих.— Оценка эффективности консал-тингового проекта должна под-тверждать решение менеджмента о привлечении внешнего консуль-танта и информацию о выгодах та-кого привлечения. Как оценить эффективность проекта по его за-вершению?— Результат работы консалтинга — успешно достигнутые цели проекта в соответствии с планом по срокам и в рамках бюджета. Важно, чтобы поставленные в начале проекта це-ли были измеримы. Например, та-кие цели проекта, как уменьшение количества изменений на поздних стадиях проектирования изделия на 30 %; сокращение времени вывода нового изделия на рынок до 1 года; сокращение количества ошибок конструкторской документации, — хорошо контролируются в начале и при завершении проекта.

К слову, для такого целеполагания Siemens обладает специальной ме-тодикой предпроектного обследо-вания — DNA (Decision Navigation Ability), представляющей собой структурированный процесс приня-тия решений, который помогает выстроить приоритеты инвестиций в PLM на основе прогнозируемой отдачи от PLM-проектов. Эта мето-дика позволяет перед началом

проекта внедрения выявить на-правления для оптимизации, опре-делить целевые показатели эффек-тивности, оценить инвестиционный потенциал. На основании поставленных целей перед началом и после заверше-ния проекта выполняется расчет технико-экономического обосно-вания проекта, где рассчитывается срок окупаемости проекта, исходя из измеренного дохода ключевых показателей по отношению к по-несенным затратам. В начале про-екта сравнение идет со среднеста-тистическими улучшениями, по окончании — с достигнутыми по-казателями. — Каковы критические факторы, влияющие на успех реализации консалтингового проекта?— Ключевых факторов, на мой взгляд, три: сильная команда вне-дрения, надежный партнер — по-ставщик решений и грамотное управление процессом внедрения решений и сопутствующими орга-низационными изменениями. Не-маловажным фактором является заинтересованность в результате не только группы внедрения, но и всего предприятия в целом; тех подразделений, которые вовлече-ны в процесс, включая руковод-ство различного уровня. Критиче-ские ситуации в процессе преобразований, к которым при-водит проект внедрения, конечно возможны. Причина их чаще всего кроется в организационных изме-

нениях, вызванных решениями проекта, в увеличении ответствен-ности и возрастании объемов ра-боты, возложенной на определен-ных сотрудников.Уменьшить негативное влияние та-ких критических ситуаций необхо-димо и возможно посредством контроля и правильного управле-ния. Важно постоянно информиро-вать всех сотрудников о грядущих

изменениях, формировать кор-ректные ожидания от результата, следить за тем, чтобы не возника-ло значительной перегрузки от вы-полнения новых обязанностей или дополнительной работы, связан-ной с проектной деятельностью. Любые изменения необходимо сверять с поставленными в начале проекта целями, постоянно кон-тролировать тот экономический эффект, который ожидается пред-приятием; напоминать об этом эф-фекте и заручатся поддержкой ру-ководства при решении всех возникающих кризисов.— В чем история успеха сервис-ной команды Siemens?— Наша история успеха — это исто-рия успеха наших заказчиков, улуч-шения их показателей, готовность заказчика делиться информацией о своих успехах. Наши взаимоотно-шения редко ограничиваются од-ним проектом, по мере развития решения и расширения используе-мой функциональности периодиче-ски возникает потребность в наших услугах. Мы также находимся в по-стоянном контакте и после завер-шения проектов, поддерживаем внедренные компоненты PLM-реше-ний, даем рекомендации по даль-нейшему развитию.В свою очередь, заказчики позво-ляют использовать их опыт экс-плуатации PLM-решений для де-монстрации результатов сотрудничества с нашей коман-дой внедрения.

36


Оптимизация режима движения поездов

Решение Siemens PLM Software трансформирует базовые технические данные в краткие информа-тивные руководства по эксплуатации для бригад технического обслуживания

Создание трехмерных электронных моделей, максимально соответствующих реальному изделию, открывает большие возможности для выпуска более качественной продукции и в более сжатые сроки

Больше поездов — выше пассажиропоток

Финансируемая британским прави-тельством программа Thameslink пре-следует цель усовершенствовать ре-жим железнодорожного движения между севером и югом Лондона. Пла-нируется, что уже к декабрю 2018 года в периоды максимальной нагрузки же-лезнодорожная сеть будет пропускать через центр столицы до 24 поездов в час, что вдвое превышает сегодняш-нюю пропускную способность прямо-го сообщения между Брайтоном и Лон-донским мостом. В часы пик на пути будут выводиться удлиненные вагоны. Поезда в рамках этой программы соз-дает подразделение Siemens Mobility. Парк поездов включает 60 составов по восемь вагонов в каждом и 55 соста-вов по двенадцать вагонов в каждом,

что в совокупности составляет 115 со-ставов и 1140 подвижных объектов. Условия тридцатилетнего контракта Siemens Mobility предусматривают строительство двух новых железнодо-рожных депо, а также контроль техни-ческого состояния поездов через каж-дые 32 000 км пробега и проведение капитального ремонта при достиже-нии пробега 1 600 000 км. Любые про-блемы, связанные с неисправностью поездов, могут привести к прямым штрафным санкциям.Осознавая важность и значимость проекта, компания Siemens Mobilityвзяла за основу инновационный под-ход, не имеющий аналогов в британ-ской железнодорожной отрасли. Было решено разработатьконтент для руководств по эксплуата-ции напрямую из инженерных данных,

37


так, чтобы специалисты бригад тех-нического обслуживания и произ-водственный отдел могли использо-вать одну и ту же информацию. Основной целью проекта было улуч-шение общей производительности и расширение знаний и контроля при подготовке материалов своими ре-сурсами в рамкахорганизации. Единая среда для управления проектными данными Teamcenter от Siemens PLM Software,эксперта по системам управления жизненным циклом изделия (PLM), в сочетании с программным про-дуктом Cortona3D Rapid Author сы-грали ключевую роль в решении по-ставленной задачи.

Teamcenter для управления жизненным циклом услугиTeamcenter позволяет получать мо-дели автоматизированного проекти-рования (CAD) и структуру данных (BOM) непосредственно из системы управления данными и создавать на их базе структуру документа. Реше-ние Cortona3D Rapid Author, полно-стью интегрированное с Teamcenter, позволяет преобразовывать модели в 3D-анимации. Пока автор создает анимацию, Rapid Author формирует пошаговый текст, необходимый для формулировки задач. Далее автор открывает встроенный в Rapid Author редактор XML и добавляет в руководство информацию по безо-пасности, пункты и иллюстрации к операциям. Затем Teamcenter транс-формирует иллюстрации и текст в организованную структуру с нуме-рованными страницами и публикует финальный документ.«Мы используем менеджер по управлению многовидовыми струк-турами, контентом и компоненты рабочих процессов Teamcenter — все эти модули очень хорошо вы-полняют свои функции, — отмечает Джон Строу, руководитель отдела технических публикаций Siemens Mobility. — Но именно использова-ние Teamcenter с Rapid Author пере-носит наше решение на качествен-но новый уровень».Каждое техническое руководство состоит из трех частей: краткое опи-сание задачи, порядок действий и функциональное тестирование, что позволяет комбинировать процеду-ры с пересекающимися задачами по своему усмотрению. Первая часть включает краткое описание

правил техники безопасности, а также необходимых знаний и на-выков, материалов и методик. Вто-рая содержит маркер со ссылкой на 3D-анимацию, показывающую движение частей и подробно де-монстрирующую, как демонтиро-вать или заменить компонент, в том числе в условиях ограничен-ного пространства. Последняя часть представляет собой контроль-ную таблицу, позволяющую оце-нить эффективность выполнения задачи, тестирования и управления ресурсами.«Обычно в процессе подготовки фигурирует около 1000 задач, но метод комбинирования позволил сократить их число до 650, — сооб-щает Строу. — Иногда удается обойтись без написания инструк-ций, так как редактор XML автома-тически создает необходимый текст, основанный на 3D-модели». Одним из преимуществ такого ре-шения является то, что Rapid Author представляет компоненты в облег-ченном виде, без технических дан-ных, обеспечивая неприкосновен-ность интеллектуальной собственности.

Доступный язык и нагляд-ные иллюстрацииСправочные руководства должны быть простыми и понятными в ис-пользовании, поскольку предна-значены для применения в цехах и на производстве. Технические специалисты, которые обращаются к данным через систему Windows, обязаны подтверждать, что они оз-

накомлены с важными инструкци-ями по технике безопасности. При просмотре анимированных 3D-мо-делей пользователи могут приоста-навливать воспроизведение, наво-дить на них курсор и при необходимости воспроизводить анимацию заново. Функция разде-ления экрана позволяет одновре-менно просматривать письменные инструкции и 3D-модель, при этом при повороте 3D-модели выделя-ется соответствующий раздел в ин-струкции. Инструкции можно изу-чать по компоненту, по отдельной части сборки или по сектору, в ко-тором требуется контекст (напри-мер, при удалении детали из те-лежки). Кроме того, пользователь может видеть сложную сборку, на-пример сборку тормозной систе-мы. Siemens Mobility также разра-батывает руководства по эксплуатации, инструкции для бри-гад и каталоги запасных частей.Бен Уордл, руководитель произ-водства, отвечает за валидацию 650 задач, представленных в спра-вочных руководствах. Он управля-ет группой технических специали-стов, обслуживающих поезда немецкой сборки и подтверждаю-щих, что инструкции точны, при-менимы и выполнимы на практи-ке. «На своем предыдущем месте работы я постоянно ощущал не-хватку информации, — говорит Бен. — И мы то и дело выявляли проблемы в процессе работы. На-пример, часто некоторые задачи невозможно было выполнить, и нам приходилось заявлять о несо-

38


39


ответствии техническим условиям. Из-за этого значительная часть вре-мени, выделенного на проведение технических работ, уходила на со-гласование процесса решения таких проблем. К счастью, нынешний про-ект позволил нам разрешить мно-жество вопросов до того, как они могли превратиться в проблемы. Благодаря этому мы исключаем все неясности и непонимание — те ве-щи, которые провоцируют простои в работе».

Актуальные и своевременные инструкцииПлановый капитальный ремонт, профилактическое обслуживание и специальные процедуры, такие как ультразвуковая проверка колесных осей, позволили добиться того, что из парка в 115 поездов не более од-ного поезда может выйти из строя внезапно. Сокращение сроков на-хождения поезда в депо представ-ляет для нас критическую важность. Когда новый поезд вводится в экс-плуатацию и передается на тестиро-вание, важнейшим элементом явля-ется предоставление точной информации. За 14 месяцев работы над этим проектом группа из четы-рех авторов смогла подготовить 700 документов. «Я двадцать лет зани-маюсь техническими публикациями и наш нынешний прогресс совер-шенно феноменален, — заявляет Строу. — Важнейшую роль в состав-лении руководства по техническому обслуживанию играет подбор нужного материала, именно на это обычно тратится больше всего вре-мени. Решения Teamcenter для гене-рации точного контента и Rapid Author для визуализации позволили

нам существенно сократить время, необходимое для подготовки. Мы создали справочники в два раза быстрее, чем раньше, к тому же затраты значительно снизились. Нам удалось выполнить поставлен-ную задачу, и мы предоставили материалы для публикации за 6 месяцев до пуска поездов в экс-плуатацию».Другой важный элемент — предо-ставление ясных и точных инструк-

ций. Благодаря новому решению и работе группы по валидации тех-нические специалисты своевре-менно получают надлежащую ин-формацию. Они легко могут пользоваться интерактивными 3D-данными на своем портатив-ном устройстве или печатными PDF-версиями документов. Все ин-струкции содержат точные конфи-гурации для каждого подвижного объекта с указанием серийного номера, а также сведения о касто-мизации и точную информацию о специальных узлах оборудования.«Это отличные руководства, вам это подтвердит любой технический специалист, — говорит Уордл. — Раньше им пришлось бы работать без малейшего представления о рабочих процессах. Сейчас они полностью опираются на техниче-скую документацию. По нашим оценкам, сроки технического об-

служивания сократились на 30%».

Управляемость и гибкостьУправляемость и гибкость реше-ния — одни из главных преиму-ществ. Благодаря созданию и под-держке внутренней базы знаний стало возможным организовать эффективное взаимодействие и контроль расходов. При внесении технических изменений новая ин-формация автоматически поступа-

ет из Teamcenter в документы, тог-да как ранее внесение всех изменений осуществлялось вруч-ную. Другое ключевое преимуще-ство — возможность повторного использования данных, что обе-спечивает сокращение затрат.Настроив таблицы стилей соответ-ствующим образом и обновив се-рийные номера, Siemens Mobility, опираясь на весь объем подгото-вительных работ, проведенных в рамках программы Thameslink, мо-жет легко и быстро подготовить кастомизированные справочные руководства для других клиентов. «Мы разработали высококаче-ственное руководство и создали платформу, позволяющую нам по-вторить наш успех при работе с другими заказчиками», — подво-дит итоги Дэйв Хупер, руководи-тель программы Thameslink в Siemens Mobility.

Задачи по техническому обслуживанию выполня-ются на 50 % быстрее

40


Высокая конкуренция и глобализация заставляют менять подходы и способы изготовления — изделия должны стано-виться индивидуализированными, в то время как их себестоимость стремится соответствовать уровню массового производства

Перемены в инжиниринге

41


Область проведения виртуальных экспериментов и инженерных расчетов претерпевает изменения. Про-исходит эволюция машин и механизмов в интеллекту-альные системы, интегрирующие механику, электро-нику, электрику, системы управления и программное обеспечение. Традиционные материалы и методы производства уступают место инновационным. Увели-чивается применение композиционных материалов, расширяются область использования аддитивных тех-нологий для создания деталей абсолютно новой фор-мы и сфера применения бионического дизайна. Высо-кая конкуренция и глобализация заставляют менять подходы и способы изготовления — изделия должны становиться индивидуализированными, в то время как их себестоимость стремится соответствовать уров-ню массового производства. Вследствие развития информационных технологий со-временные изделия получили возможность взаимо-действовать друг с другом, организуя взаимосвязан-ные комплексные системы. Сбор данных, порождаемых изделиями в процессе взаимодействия, их анализ и дальнейшее использование становится ос-

новой парадигмы Интернета вещей. Перед предприя-тиями остро становится вопрос обеспечения конку-рентоспособности, что требует сокращения сроков разработки изделия и улучшения его качества и экс-плуатационных характеристик на фоне снижения доли натурных испытаний и уменьшения расходов на их проведение. Решение этих задач требует изменения и развития подходов к разработке изделий, в том числе в области инженерного анализа. За последние 20 лет инженерный анализ прошел путь от проведения отдельных расчетов на бумаге до муль-тидисциплинарного моделирования поведения изде-лия и верификации его характеристик в виртуальной среде. Выполнение эквивалентных численных экспе-риментов повлекло за собой снижение числа натур-ных испытаний и физических прототипов. Между тем высокие требования, предъявляемые к современным изделиям, более несовместимы с разрозненными ре-активными и запаздывающими валидационными рас-четами. Чтобы соответствовать требованиям своих клиентов, предприятия должны начать трансформа-цию инженерных подходов. Критическую важность

42


приобретает необходимость понимать характеристики и поведение будущего изделия уже на самых ранних стадиях проектирования, с учетом сбора и анализа данных с помощью современных средств и методов. Чем на более ранней стадии проектирования будет проведен анализ работы изделия, тем эффективнее будет его разработка, а количество ошибок и дорабо-ток стремительно сократится. Требуется сделать сле-дующий шаг в развитии инженерного анализа и пере-йти от валидационных расчетов к созданию максимально приближенных к реальности математи-ческих моделей — цифровых двойников. Цифровой двойник отражает все аспекты поведения изделия: как в целом, так и его систем и компонент в связанном и синхронизированном, бесшовном испол-нении. Это позволяет реализовать принципиально но-вый инжиниринговый подход Predictive Engineering Analytics (PEA), интегрирующий мультидисциплинар-ное численное моделирование, моделирование си-стем и их взаимное влияние друг на друга. Учитыва-ются данные натурного эксперимента, история эксплуатации изделия и аналитика данных для созда-ния цифрового макета, максимально приближенного к реальному изделию, на всех стадиях разработки, включая атрибуты и характеристики отдельных ком-понент.Идея цифровых двойников заключается не только в реализации численного и натурного экспериментов, инженерных расчетов, аналитических данных в управ-ляемой форме, но и в значительной степени подразу-мевает интерфейсы для бесшовного взаимодействия между расчетными дисциплинами и инструментами, а также связи различных аспектов поведения конструк-ции. Интеграция смежных дисциплин и команд разра-ботчиков позволяет обновлять и совершенствовать требования, математические модели и решения в процессе разработки изделия. Благодаря этому стано-вятся возможными адаптивное планирование проек-та, эволюционное развитие и ранний выпуск изделия с последующим усовершенствованием его характери-стик — быстрым и гибким откликом на различные из-

менения исходных данных, требований, геометрии, методов производства.Реализация этого подхода становится возможной бла-годаря представленному Siemens PLM Software порт-фелю решений Simcenter, объединившему технологии для 3D- и 1D-моделирования и их связки с натурным экспериментом. Он обеспечивает выполнение числен-ных и натурных экспериментов, анализ систем и дан-ных, а также систематизацию процессов, аналитики и структурирования информации. Флагманским реше-нием в составе Simcenter становится продукт для чис-ленного анализа Simcenter 3D. Его применение обе-спечивает достоверность и представление полной картины поведения изделия. Решение разработано на основе проверенных временем CAE-приложений, та-ких как NX Nastran, SDRC I-deas, NX CAE, LMS Samtech™ и LMS Virtual.Lab™.В числе ключевых преимуществ Simcenter — возмож-ность решения сложных мультидисциплинарных задач

43


в современной интегрированной среде для инженер-ного анализа, а также управляемая среда с прозрач-ной прослеживаемостью (трассируемостью) связей и отношений между требованиями к изделию, физиче-скими моделями, системными моделями, конфигура-циями, стоимостью, материалами, расчетами и вали-дацией изделия. Важно отметить, что Simcenter обеспечивает поддержку широкого спектра решений для инженерного анализа, системного анализа и вали-дации, включая решения сторонних производителей и специализированные индустриальные приложения. Возможность интеграции в Simcenter пространствен-ных расчетных и функциональных моделей позволяет перейти к моделированию интеллектуальных меха-тронных систем даже с учетом их собственного про-граммного обеспечения и систем контроля.Использование портфеля решений Simcenter позволит предприятиям сократить время на создание расчет-ных моделей до 70 % за счет предоставления инжене-рам быстрых и удобных инструментов. Бесшовная ин-теграция различных САЕ-приложений увеличивает продуктивность виртуальных экспериментов на 30 % и обеспечивает сокращение времени итераций при из-менении и оптимизации изделий до 10 раз, что спо-собствует более быстрому возврату инвестиций. До-ступность современных средств обучения, а также возможность создания преднастроенных шаблонов также ведет к существенному снижению времени ос-воения современных наукоемких технологий. В целом применение Simcenter ускоряет проведение расчет-ных обоснований до 50 %, ведет к накоплению и по-вторному использованию знаний и данных, а также быстрому созданию и выводу на рынок конкуренто-способного продукта, отвечающего всем предъявлен-ным требованиям.Выпуск Simcenter стал результатом существенных ка-питаловложений Siemens в собственные исследования и разработки на протяжении последних лет, продол-жающейся работы по созданию новых продуктов, а также стратегических приобретений компаний-лиде-ров — LMS и CD-adapco. К примеру, решения CD-

Adapco дополняют портфель Simcenter в таких дисци-плинах, как вычислительная гидродинамика, механика деформированного твердого тела, теплопе-редача, динамика (движение) частиц, реактивное те-чение, электрохимия, акустика и реология. Аналитические компании уже высоко оценили новый продукт Siemens. В CIMdata считают, что портфель ре-шений Simcenter и концепция прогнозирования харак-теристик и необходимого поведения изделий (PEA) га-рантируют Siemens успешное решение насущных потребностей машиностроителей. Итак, разработанный Siemens инжиниринговый под-ход позволяет перейти от верификации и валидации готового изделия к предсказанию необходимого по-ведения и его характеристик в процессе разработки. Это в сочетании с основанной на всеобъемлющем подходе стратегии дигитализации позволяет успешно решать самые трудные задачи, стоящие перед произ-водителями современных сложных изделий и систем. Современные технологии позволяют осуществлять тесную интеграцию виртуальных и натурных испыта-ний, использовать максимально приближенные к ре-альности математические модели на всех стадиях раз-работки продукта. Весомый вклад вносят как возможность оценки характеристик работоспособно-сти изделия, так и существование интеграции между необходимыми расчетными дисциплинами, и особен-но важным является поддержание актуальности вир-туальных моделей и их синхронизация с реальным из-делием. Другое ключевое улучшение подхода к проектированию и анализу с применением парадиг-мы PEA достигается с помощью инструментов для ин-теллектуального сбора данных и их аналитического анализа. Это позволяет заказчикам не только успешно решать непростые задачи проектирования современ-ных изделий, но и подготовиться к переходу на более современные инжиниринговые подходы для создания и выпуска инновационной продукции нового поколе-ния. Время перемен пришло.

Михаил Ерофеев, Siemens PLM Software

44


Космическое агентство NASAпроектирует отсек экипажаиз композиционных материалови оптимизирует затраты.

В космических полетах, где каждый дополнительный килограмм веса приводит к резкому увеличению стоимости, уменьшение веса отсека экипажа имеет огромное влияние на максимальную полезную нагрузку и стоимость полета

Композиционный отсек экипажа

45


Использование решения Siemens PLM Software для проектирования отсека экипажа из композиционных материалов оказало решающее значение. Группа специалистов NASA и отраслевых инженеров, которые участвовали в совместном проектировании и изготов-лении отсека для экипажа, с трудом представляют, как эту задачу можно было бы выполнить без Fibersim™. Решение позволило специалистам существенно опти-мизировать работу над проектом — от этапа разработ-ки до производства.«Мы использовали Fibersim для проектирования ка-ждой композиционной детали отсека экипажа», — го-ворит Майк Кирш, руководитель проекта по изготов-лению отсека экипажа из композиционных материалов для Центра разработок и безопасности NASA (NESC) в Научно-исследовательском центре в Лэнгли, г. Хамптон, штат Виргиния, США. Когда NASA задумалось об использовании композиционных мате-риалов для изготовления пилотируемого космическо-го аппарата, то столкнулось с некоторыми противоре-чиями. С одной стороны, были опасения, что композиционные материалы могут обладать неприем-

лемым показателем утечки, а также недостаточной устойчивостью к повреждениям. С другой стороны, композиционные материалы обладали множеством потенциальных преимуществ, включая снижение веса и сокращение стоимости жизненного цикла.Самым весомым аргументом в пользу применения композиционных материалов при изготовлении ос-новной структуры отсека для экипажа была возмож-ность уменьшения веса на 10–15 % для деталей слож-ной формы по сравнению с алюминием. В космических полетах, где каждый дополнительный ки-лограмм веса приводит к резкому увеличению стои-мости, подобное уменьшение веса отсека экипажа бу-дет иметь огромное влияние на максимальную полезную нагрузку и стоимость полета.Потенциал современных композиционных материалов был очевиден, поэтому NESC поручил Майку Гриффину (впоследствии ставшему руководителем NASA) собрать команду экспертов из государственных и отраслевых структур, чтобы изучить возможность использования но-вых композиционных материалов и технологий осмотра применительно для конструкций космических аппаратов.

46


47


Конструкция корабля Orion на 40 % состоит из композиционных материалов

Одной из главных целей программы было выявление лучших по своим характеристикам композиционных материалов для проектирования бу-дущего изделия. Кирш был убе-жден, что космический аппарат, из-готовленный из композиционных материалов, сыграет важную роль в будущих миссиях NASA. Композици-онные материалы уже применяются при изготовлении конструкций, в которых вес является критически важным, включая аппараты для вы-садки на Луну, бытовые отсеки и ра-кетоносители. Другая цель проекта состояла в том, чтобы собрать орга-низационно равноправную, геогра-фически распределенную команду специалистов для эффективной со-вместной работы. По мнению Кирша, проделанную работу можно считать успешной. В проекте приняли участие девять из десяти центров NASA, расположен-ные по всей стране, а также ряд зна-чимых авиационных компаний, включая ATK, Lockheed Martin и Northrop Grumman.Команда изучила десяток концеп-ций и решила изготовить основную конструкцию отсека экипажа из уси-ленной многослойной структуры углеродного волокна с сотовым на-полнителем. Такая конструкция со-стоит из верхней и нижней силовой обшивки, соединенной вместе для соблюдения ускоренного графика, а также для контроля единовремен-ных затрат (силовая обшивка при серийном производстве, скорее всего, будет единой с использовани-ем составной извлекаемой оснаст-ки). Для дополнительной прочности оболочки используются уголки, па-нели и различные металлические фитинги для распределения сосре-доточенных нагрузок. Для усиления нижней оболочки применяется на-польный каркас, образующий рав-номерную конструкцию, которая гнется под давлением или при инер-циальных нагрузках.«Предварительные расчеты показа-ли, что данная концепция позволит уменьшить массу конструкции на 20 % по сравнению с традиционной конструкцией приемника давления в виде кольцевой рамы, — говорит Ян Фернандез, возглавляющий про-

изводство нижней конструкции в Научно-исследовательском центре им. Эймса NASA в г. Моффет Филд, штат Калифорния, США. — Кон-цепция прошла проверку методом анализа конечных элементов, и мы ее приняли». Фернандез, рабо-тающий над конструкциями из композиционных материалов бо-лее десяти лет, ранее использовал систему Fibersim в работе над про-

ектом Стратегической обсервато-рии для инфракрасной астроно-мии (SOFIA), а также для изготовления аэродинамической поверхности трехметровой антен-ны для модифицированного ком-мерческого самолета Boeing 747.Одно из главных преимуществ Fibersim — возможность описать отдельные сегменты слоев, кото-рые часто называются флагами. Система рассчитывает, какого раз-мера и формы может быть флаг, чтобы не возникало проблем с его выкладкой на поверхность оснаст-ки. Fibersim также можно исполь-зовать для отображения важных элементов слоя, например разре-зов, вырезов, границ, локальных координат, угла деформации и т. д., для изготовления самой каче-ственной из возможных деталей. Решение можно применять для расчета необходимой формы ша-блона развертки, а затем экспорти-ровать полученные данные в про-изводство на станок для резки раскроя с ЧПУ. Еще одна важная особенность Fibersim — создание данных для выполнения точных ла-зерных проекций границ флагов. Fibersim также использовался для создания файлов лазерной проек-ции, упрощения поиска и обрезки центральной конструкции (на ме-сте на станке), а также для созда-ния сетки осмотра на оболочках.«Без системы Fibersim строитель-ство нового отсека для экипажа было бы экономически не оправ-

данно, — говорит Кирш. — За те же деньги мы могли бы изготовить упрощенную версию изделия, од-нако масса и качество сильно бы пострадали, а эксплуатационные расходы многократно возросли. Система Fibersim — идеальный программный продукт для реше-ния современных задач, где каж-дый аспект является критически важным».

Как NASA сможет проверить, соот-ветствует ли отсек экипажа ожида-ниям? Для тестирования изделия будут использоваться классиче-ские виброиспытания. Тесты будут проводиться на неподвижной ис-пытательной установке, которая будет сообщать усилия на критиче-ски важные детали отсека экипа-жа, имитируя нагрузки, возникаю-щие во время полета.Возможно, результатом данного проекта станет то, что уже в бли-жайшем будущем в полет отпра-вится пилотируемый космический корабль, изготовленный из компо-зиционных материалов. Проект NASA уже принес свои дивиденды: разработчики отсека экипажа ко-рабля Orion, также использующие систему Fibersim, перенимают опыт, полученный при разработке отсека для экипажа NESC. Кон-струкция корабля Orion на 40 % по массе состоит из композиционных материалов. Основное отличие в том, что силовой модуль корабля Orion является металлическим, в то время как силовой модуль NESC изготовлен из композиционных материалов.Использование Fibersim для проек-тирования из композиционных ма-териалов существенно сокращает сроки создания космических изде-лий и стоимость проекта. Нет ника-ких сомнений, что в будущем че-ловек отправится в космос в модуле, созданном из композици-онных материалов.

48


Компания POLYDUCT расширяет международное присутствие благодаря внедрению Solid Edge в рабочие процессы

Проектирование полимеров

49


Однако компания нуждалась в ре-шении для улучшения взаимодей-ствия между конструкторами и тех-нологами в ходе подготовки производства. Для более эффек-тивного продвижения продукции на рынок потребовалось создание фотореалистичных изображений изделий для использования в мар-кетинговых материалах. Компания поставила перед собой цель рас-ширить международное присут-ствие, что повысило значимость обозначенных выше требований.Для достижения поставленной це-ли компания POLYDUCT выбрала и внедрила в свои рабочие процессы систему Solid Edge от Siemens PLM Software, что позволило оптимизи-ровать процессы разработки. Трех-мерные CAD-модели и данные те-перь применяются для обмена информацией с технологами, про-изводством и заказчиками, что приводит к существенному сокра-щению сроков разработки новых изделий.Отделы обмениваются моделями деталей и узлов. Рабочий процесс значительно упростился и ускорил-ся: при наличии модели остается только разработать чертежи. Еще одно существенное преимущество — создание фотореалистичных изображений. Фотография буду-

щего изделия предоставляется за-казчику еще до начала производ-ства. Компания планирует расширить область применения Solid Edge, внедрив систему и в тех-нологической службе. В POLYDUCT уверены, что это еще больше уско-рит и упростит процесс разработки изделий.«Благодаря Solid Edge мы теперь быстро получаем высококаче-ственные чертежи разверток ли-стовых деталей в формате DXF. Этот формат используется нашей установкой гидроабразивной рез-ки, — отмечает Йонаш Давид, ру-ководитель отдела исследований и разработок. — При помощи фо-тореалистичных изображений мы создаем более интересные ре-кламные материалы и проектную документацию, что помогает по-лучать больше заказов — как на внутреннем, так и на международ-ном рынке. Кроме того, мы высо-ко ценим исключительно эффек-тивную поддержку и обучение, обеспеченные компанией Enterprise Group, партнером Siemens PLM Software. Наши инже-неры смогли быстро освоить но-вую систему. Не менее важно и то, что по любому вопросу или проблеме мы получаем оператив-ный ответ и поддержку».

Уникальная технология, применяе-мая компанией POLYDUCT, представ-ляет собой процесс изготовления по-лых деталей самых различных форм из термопластичных полимеров. По-рошок или жидкая пластмасса закла-дываются в форму, которая затем помещается в печь, где вращается по двум осям — в результате поли-мер плавится и покрывает внутрен-нюю поверхность формы. Подобным методом центробежного литья POLYDUCT изготавливает крупнога-баритные изделия, а также произво-дит необходимые металлические крепежные детали. Предприятие вы-пускает как стандартные изделия, так и уникальные, в соответствии с особыми требованиями заказчика.POLYDUCT принадлежит крупнейший в Венгрии завод. За последний год прибыль компании выросла на 23 %. Благодаря многолетнему опыту и постоянному совершенствованию процессов производства продукция POLYDUCT широко представлена на мировом рынке в трех сегментах: системы водоснабжения (водопро-воды и очистка воды), городская ин-фраструктура (переработка отходов, детские площадки, уличные скамей-ки, дорожные знаки и указатели) и промышленные изделия (в частно-сти, сельскохозяйственное оборудо-вание).

Проектирование полимеров

50


В 2014 году сэр Бенджамин Эйнсли, четырехкратный побе-дитель Олимпийских игр, создал свою собственную команду - Ben Ainslie Racing (BAR), которая с 2015 года называется Land Rover BAR

Кубок «Америки» — одна из самых известных и самых престижных регат в мире. Это старейшее международное соревнование, которое основано на два десятилетия ранее Кубка Англии по футболу и на 45 лет раньше первых современных Олимпийских игр

Нацеленность на победу

51


Как показывает история, шансы новичка на победу в одной из самых известных и престижных регат в мире — Кубке «Америки» — крайне невелики. Кубок, полу-чивший свое название в честь яхты «Америка», кото-рая выиграла его в престижной английской регате в 1851 году, уже более 165 лет остается за пределами Великобритании. Команда Land Rover BAR решила сломать сложившую-ся традицию и поставила перед собой задачу вернуть Кубок «Америки» домой, впервые с 1851 года. Коман-ду возглавляет сэр Бен Эйнсли — пятикратный олим-пийский медалист (из пяти медалей четыре золота), победитель Кубка «Америки» и, пожалуй, самый титу-лованный из всех британских моряков со времен ад-мирала Нельсона. Очередной Кубок «Америки» прой-дет в июне 2017 года на Бермудах, в акватории Грейт Саунд.Правила соревнований запрещают спускать катамара-ны класса Кубок «Америки» на воду раньше, чем за 150 дней до начала квалификационных стартов. Но команде нужна полная уверенность в своем судне. Для успешного выступления Land Rover BAR придется

быстро вносить изменения в конструкцию, одновре-менно изготавливать и закупать новые детали как на этапе проведения испытаний, так и на этапе созда-ния — для надежного определения и улучшения ходо-вых качеств судна до спуска на воду, запланированно-го на декабрь 2016 года. Единственный вариант для Land Rover BAR, позволяю-щий уложиться в столь жесткие сроки, — внедрить ин-тегрированную виртуальную среду цифрового геоме-трического и численного моделирования на базе решений Siemens PLM Software — NX, Teamcenter, Femap и Fibersim. Все эти решения отличаются самы-ми широкими возможностями по управлению жиз-ненным циклом изделия. Вместе с ними применяются и средства вычислительной газогидродинамики — си-стема STAR-CCM+ от компании CAD-adapco.Параллельные прочностные расчеты несущих эле-ментов конструкции экономят время, а численное моделирование сложных композитных деталей по-могает избежать их повреждения при эксплуатации. Синергетический эффект такой среды позволил раз-работчикам не только создать рабочий процесс,

52


53


оптимизированный для подготовки технологических процессов 3D-пе-чати, но и точно размечать слои композитов, что гарантирует высо-кое качество деталей. Команда по-высила эффективность благодаря работе в единой виртуальной среде, применению инструментов созда-ния инноваций и внедрению мето-дики непрерывного улучшения. Это позволяет оперативно реагировать на новшества, появляющиеся у со-перников. Land Rover BAR разрабатывает ско-ростные катамараны в своем голов-ном британском офисе в Портсмуте. Проект по созданию и испытаниям катамарана на подводных крыльях, относящегося к классу парусных су-дов Кубка «Америки», был начат в середине 2014-го и рассчитан на 2,5 года. К началу 2016 года уже был построен модернизированный катамаран класса AC45, предназна-ченный для участия в мировой се-рии Кубка «Америки». Опыт, полу-ченный при создании этого судна, оказался неоценимым и помог ко-манде стать серьезным претенден-том на Кубок «Америки».

Вершина технологий парусного судостроенияХодовые качества парусных судов, как правило, определяются обвода-ми корпуса, снижающими сопротив-ление, работой киля и руля при соз-дании спрямляющего момента, а также максимальной эффективно-стью парусов с учетом требований аэродинамики. Решения Siemens PLM Software помогают команде Land Rover BAR быстро анализиро-вать различные варианты геоме-трии и находить точный баланс между скоростью и остойчивостью судна.«Быстрое и удобное построение гео-метрии крайне важно, потому что все наши вопросы начинаются с ге-ометрии, — рассказывает Энди Кло-тон, технический директор команды Land Rover BAR. — Поддержка сцена-риев в NX и возможность одним на-жатием кнопки создавать сотни гео-метрических моделей для гидродинамических расчетов — это невероятно мощные функции».Перед конструкторами была постав-лена задача спроектировать легкое и эффективное изделие, способное выдерживать колоссальные нагруз-ки и при этом не выходить за задан-ные запасы прочности. Применение

командой Land Rover BAR про-граммных продуктов от Siemens PLM Software позволило решить важнейшие задачи расчета харак-теристик швертов, оценки аэроупругости килевых «крыльев» и поведения композитных матери-алов, моделирования гидроси-стем, а также оптимизации и упро-щения процессов разработки.Инженеры команды в полной мере применяют все возможности си-стем, повышая характеристики судна и внедряя инновации самого высокого уровня. Сотрудничество Siemens PLM Software с командой Land Rover BAR стало образцовым примером, демонстрирующим эф-фективность использования ее ре-шений для заказчиков. Коллабора-ция компаний создала синергетический эффект в инно-вациях, возникающих на пересе-чении множества технологий. В результате команда Land Rover BAR значительно повысила остойчи-вость и безопасность гоночных су-дов при строгом соблюдении пра-вил Кубка «Америки». Конструкторы, ранее тратившие немало времени на решение тру-

доемких и повторяющихся задач, теперь полностью инвестируют свое время и ресурсы в более по-лезные дела.

Воплощаем инновации Гоночный катамаран представля-ет собой результат огромного числа инноваций, объединяющих как крупные, так и мелкие идеи. Любой сотрудник — конструктор, расчетчик, капитан — может вне-сти в конструкцию улучшение, ко-торое определит успех в гонке. Концепция Siemens PLM Software по воплощению инноваций пол-ностью отвечает такому подходу. Она предполагает, что каждому участнику процесса разработки предоставляется доступ к цифро-вой модели изделия и связанной с ней информацией, необходи-мой для принятия оптимальных решений. Компания создала все-объемлющую среду поддержки принятия решений, где специали-стам не приходится искать инфор-мацию, информация сама нахо-дит нужного сотрудника. Мало того, полученную информацию больше не приходится преобразо-

54


Кубок «Америки» получил название в честь яхты «Америка», которая выиграла его в престижной английской регате в 1851 году. Трофей остался в Нью-Йоркском яхт-клубе

55


вывать: она поступает сразу в нуж-ном контексте и в понятном специ-алисту виде.Предоставляя доступ к информации об изделиях и процессах в нужное время, в нужном контексте и с точно заданным уровнем детализации, Siemens PLM Software помогает ко-манде яхтсменов выйти на новый уровень производительности, приня-тия продуманных решений и дости-жения отличных результатов.Больше инноваций: экипажи судов и береговая команда имеют доступ к хранящейся в PLM-системе конструк-торской информации с планшетов и телефонов, что оптимизирует и уско-ряет процессы разработки.Выше скорость: время одной итера-ции расчета методом конечных эле-ментов (МКЭ) сокращено до 20 се-кунд, что позволяет проверять вносимые в последнюю минуту из-менения непосредственно в ходе гонки.Соответствие требованиям: полная прослеживаемость нормативных требований исключает применение не отвечающих им деталей и узлов.Оптимизация: применение автома-тизации на основе сценариев позво-ляет за сутки сгенерировать множе-ство вариантов геометрии, на базе которой возможно рассмотреть ты-сячи различных конструкций корпу-са судна.Работа в глобальном масштабе: PLM-система предоставляет специа-листам возможность работать в рас-

пределенной и защищенной циф-ровой среде в режиме реального времени.Создание эффективной цифровой PLM-платформы требует, чтобы ин-формационная стратегия основы-валась на согласованных структу-рах данных, обеспечивающих обмен и совместную работу испол-нителей в реальном режиме вре-мени. Единая среда на базе реше-ний Siemens поддерживает эффективную рабочую коммуни-кацию и надежный обмен кон-структорско-технологической ин-формацией между географически и функционально распределенны-ми группами.

Полноценный процесс разработки изделийЧтобы максимально повысить на-дежность и эксплуатационные ха-рактеристики судна, конструкто-рам необходимо предварительно просчитать каждую деталь изде-лия. С самого раннего этапа про-ектирования судно команды Land Rover BAR полностью создавалось в системах от Siemens PLM Software с учетом функциональ-ных и нормативных требований. Большая часть конструирования, расчетов и испытаний проводится на небольших цифровых моде-лях, а также на катамаранах клас-са AC45, участвующих в гонках мировой серии на Кубке «Амери-ки». Полученный на испытаниях

опыт помогает экипажу опреде-лить места установки деталей, та-ких, например, как органы управ-ления и клюзов, на следующем опытном образце. Конструкторы имеют возможность оперативно реализовать пожелания в 3D. Применение NX обеспечивает взаимодействие экипажа судна и разработчиков.Автоматизированное управление жизненным циклом и средства визуализации в NX и Teamcenter, а также разработанные CD-adapco инструменты вычисли-тельной газогидродинамики обе-спечивают полную поддержку процесса разработки: от замысла до спуска судна на воду. Решения применяются конструкторами Land Rover BAR для оптимизации и ускорения процессов, что край-не важно для победы в гонке. Ис-пользование сценариев NX по-зволяет создавать нестандартные рабочие процессы, а все техни-ческие данные и документы управляются в Teamcenter. Реше-ния Siemens PLM Software под-держивают сложные, интегриро-ванные циклы конструирования и расчетов, выводящие произво-дительность труда на новый уро-вень благодаря быстрому созда-нию множества вариантов геометрии. Экипажу судна и бе-реговой команде обеспечен до-ступ к конструкторской инфор-мации с телефона или планшета.

56


57


Команда Land Rover BAR применяет Teamcenter для управления всем процессом разработки изделия

Вся эта работа проводится для обе-спечения безопасности, надежно-сти, высокой скорости сборки, про-ведения и контроля изменений, выполняемых уже в ходе соревно-ваний. Все процессы управляются посредством системы Teamcenter с применением средств визуализации и автоматизированного управления жизненным циклом. Единая среда проектирования и производства из-делий на основе полностью инте-грированных решений Siemens PLM Software способствует созданию ин-новационного и конкурентоспособ-ного гоночного судна.

К победе готовыTeamcenter помогает команде Land Rover BAR объединять все аспекты работы и создавать успешную кон-струкцию нового катамарана, гото-вого выиграть Кубок «Америки». Интегрированные средства фикса-ции замыслов и управления данны-ми, организации совместной рабо-ты инженеров в режиме реального времени, а также управления про-ектами объединены с лучшими в от-расли решениями для конструктор-ско-технологического проектирования в рамках единого источника знаний об изделиях и процессах.Команда Land Rrover BAR применяет Teamcenter для управления всем процессом разработки — от этапа автоматизированного проектирова-ния до расчетов и выпуска рабочих чертежей, по которым изделие изго-тавливается и собирается. Цель — создать полную и актуальную кон-структорскую модель судна со всеми деталями и узлами и с при-вязкой к графику эксплуатации, ко-торый показывает, как долго и на-сколько успешно эксплуатируется та или иная деталь. Teamcenter поддер-живает работу береговой команды и обеспечивает рабочим в цехе воз-можность запрашивать и получать

данные как при определении ха-рактеристик детали, так и при ее изготовлении. Это гарантирует пол-ную прослеживаемость текущего исполнения судна. Использование Teamcenter для управления прове-дением изменений позволяет мак-симально эффективно применять

знания об изделиях и процессах для повышения производительно-сти и создания инноваций.

NX — на гребне волныСистема NX помогла команде Land Rover BAR уменьшить необходи-мость создания натурных опытных образцов, повысить качество, со-кратить сроки и в результате соз-давать инновационные изделия. Разрабатывая цифровую модель судна, конструкторы непосред-ственно в PLM-системе получают информацию от других специали-стов, а также управляют правами доступа к геометрической и про-чей информации.В ходе гонки при поступлении за-проса на внесение изменений в конструкцию судна инженеры пе-рерабатывают цифровую модель и обсуждают трехмерное представ-ление предлагаемого изменения с техническим руководством. Дета-ли новой или переработанной кон-струкции изготавливаются на соб-ственных станках команды на основе имеющихся цифровых мо-делей. Сторонние поставщики так-же работают на основе цифровых моделей. При моделировании в NX заданные геометрические взаи-мосвязи (например, вызванные нормативными требованиями) со-

храняются и при внесении измене-ний в конструкцию.

Абсолютная важностьПобеда в столь высококонкурент-ной гонке требует создания надеж-ной и высокопроизводительной рабочей среды. В современных ус-

ловиях дефицита ресурсов необхо-димость уменьшения воздействия на окружающую среду перестает быть вопросом выбора и приобре-тает абсолютную важность. Приме-нение же инновационных реше-ний Siemens PLM Software позволяет достигать самых высо-ких уровней экологичности, энер-гоэффективности, безопасности и комфорта.Land Rover BAR соблюдает экологи-ческие нормы благодаря эффек-тивной работе с поставщиками, а также с помощью оптимизации процессов проектирования и изго-товления опытных образцов, что снижает объем производственных отходов. Полная информация о материалах, использованных для построения судна, позволяет раз-работчикам предусмотреть вари-анты как утилизации деталей по окончании срока службы, так и их повторного использования с це-лью сокращения выбросов парни-ковых газов.«Решения Siemens PLM Software позволяют нам создавать новые великие идеи и воплощать их на практике, — отмечает Эйнсли. — Мы очень довольны своим выбо-ром решений Siemens PLM Software и достигнутым в результате их при-менения прогрессом».

58


Каждый вариант реализации концепции «Промышленность 4.0» будет отличаться от других, но можно с уверенностью сказать, что предприятиям со сложными производственными процессами и жесткими нормативными требованиями непременно понадобятся MES/MOM-системы.

Мы часто слышим вопрос: понадобятся ли в будущем системы управления производством (MES) и техноло-гическими процессами (MOM)? Найдется ли для них место или интеллектуальность будет сосредоточена в отдельных «умных» станках и изделиях? Да, мы в Siemens считаем, что и в будущем MES/MOM-системы сохранят свою важность. Организации, инвестирующие в развитие концепции «Промышленность 4.0», уверены, что роль системы для упорядочивания обмена информацией между объектами и их анализа, для создания контекста и вы-явления знаний на основе создаваемого массива дан-ных могут и должны будут сыграть MES-системы и та-кие корпоративные приложения, как системы управления жизненным циклом изделия (PLM) и поис-ка данных. В процессе перехода к умному оборудова-нию возникает насущная потребность управлять пере-дачей данных и значение MES/MOM-систем еще более возрастает: они координируют обмен информацией в рамках одного или нескольких заводов.В ряде случаев современная MES/MOM-система спо-собна заменить несколько десятков разрозненных уз-кофункциональных решений. Переход на уровне за-вода от отдельных систем к единому MES/MOM-решению приводит к упрощению и унификации управления потоком данных, создаваемых Интерне-том вещей. В результате данные собираются и постав-ляются надежно, в структурированном виде, в нуж-ном контексте — и их можно быстро проанализировать. Это единственный способ, позво-ляющий организовать эффективное управление дей-ствительно гибким производством.Для реализации принципов концепции «Промышлен-ность 4.0» не существует какого-либо единственного

решения, мало того, оно не появится уже завтра. Ло-гичный подход — создавать и развивать базовые си-стемы одновременно с реализацией недостающих функций. Проблема заключается в том, что даже в высокотех-нологичных, инновационных отраслях существующая инфраструктура приложений, как правило, имеет су-щественные пробелы. В результате предприятия не способны в полной мере извлекать новые знания из всех имеющихся данных. Для реализации планов на будущее необходимо устранить эти пробелы. В про-тивном случае появление больших объемов распреде-ленных данных от киберфизических систем просто приведет к перегрузке информационных систем.Это схоже с надстройкой новых этажей у здания, стоя-щего на разваливающемся фундаменте, — эффектив-ность работы и системы, и предприятия в целом мо-жет упасть. Предприятия не могут идти на такой риск, особенно с учетом того, что имеется масса систем, от-вечающих потребностям инновационных отраслей, и их, без сомнения, используют конкуренты.На схеме показано, как все существующие и будущие кусочки головоломки складываются вместе, обеспе-чивая успех реализации концепции «Промышленность 4.0». Интеграция предполагается как вертикальная (между уровнями), так и горизонтальная (между при-ложениями в рамках одного уровня).Предприятиям нужен целый набор платформ, обслу-живающих различные потребности обработки данных. Так, платформа управления данными должна быстро фильтровать данные, нормализировать их и выпол-нять поиск информации во всей экосистеме предпри-ятия. Мощная современная PLM-система — обеспечи-вать совместную разработку изделий и процессов на

В чем важность MES/MOM-системы?

59


основе сохраненной информации, собранной по всей экосистеме. Для получения новых знаний о работе производства из данных, предоставляемых Интерне-том вещей, нужны MES-системы с их интеллектуаль-ными возможностями. Они становятся важной инфор-мационной платформой предприятия. Наиболее подходящей платформой для достижения высокого качества всех операций и технической документации являются корпоративные системы управления каче-ством (EQMS). Фильтрация больших объемов данных, их поиск и ана-лиз — это «контейнер», внутри которого размещаются все прочие приложения. Подобная новая система край-не важна для применения всех данных во всех прило-жениях, на всех уровнях и во всех бизнес-процессах. Без этого за короткие промежутки времени, отводимые в инновационных отраслях на принятие решений и их реализацию, не удастся в полной мере проанализиро-вать имеющиеся наборы данных.Современные MES/MOM-системы станут производ-ственной платформой, объединяющей данные, посту-пающие от умных станков, материалов и технологиче-ских процессов, и представляющей информацию в нужном контексте. MOM-системы могут обладать ши-роким набором функций, помимо традиционных, та-ких как управление незавершенным производством, календарное планирование, управление техническим обслуживанием, качеством и др. При этом MES/MOM-системы будут находиться в самом центре всех важнейших процессов машиностроительного произ-водства.Итак, в будущем предприятиям по-прежнему будут нужны PLM, MES, EQMS, ERP и системы управления взаимодействием с заказчиками (CRM). В этих систе-

мах уже появляются встроенные функции прогнози-рования и аналитики, возможности облачных вычис-лений, средства социального взаимодействия и совместной работы. Они становятся основой для вне-дрения новых технологий — Интернета вещей (приме-нительно к станкам и изделиям), выверки, нормализа-ции, анализа больших объемов данных.Особое значение приобретают алгоритмы, собираю-щие данные и организующие их передачу между раз-личными технологическими решениями. Быстрые и надежные потоки информации между приложениями образуют прочный фундамент для проведения кон-цепции «Промышленность 4.0» в жизнь. Интеграция и обмен данными между существующими системами приобретают особую важность. В чем важность MES/MOM-систем? Быстрые и надеж-ные исследования и разработки, а также запуск новых изделий в производство: быстрый переход от опытно-го образца к серийной продукции и снижение рисков требуют знаний о поведении конструкций и материа-лов при выпуске первых опытных партий. Необходима сквозная прослеживаемость, а не просто выявление отдельных материалов или технологических опера-ций, с которыми возникают проблемы. Именно в MES/MOM-системах хранится контекст, критически важный для улучшения конструкции.Беспилотный автомобиль будет безопасным только при нулевом уровне дефектов, а этого можно достичь исключительно благодаря интеллектуальной обработ-ке технологической информации и наличию MES/MOM-систем. Хотя на ряде предприятий применяются независимые системы управления качеством, чаще всего данные по качеству изделий и процессов по-ставляют MES/MOM-системы, причем, как правило,

60


в широком контексте. Процессы управления каче-ством в MES-системах являются профилактическими, а не просто реагируют на уже допущенные отклоне-ния. Соответствие стандартам — неизбежный резуль-тат управления качеством в том виде, как оно реали-зовано в MES/MOM-системах.MES/MOM-системы способны сообщать об ошибках персонала и даже предотвращать их. Они выявляют отклонения в ходе процессов, влияющие на результа-ты работы компании в целом, а не просто на отдель-ный этап производства. Контроль над процессами и отображение их суммарных характеристик также не-редко выполняются при помощи MES/MOM-систем.Даже самые простые MES/MOM-системы выполняют

автоматическое прослеживание материалов и изде-лий в масштабах всего завода, фиксируя массу ин-формации и проверяя на соответствие нормативным требованиям. Интеграция информации в современ-ных MES/MOM-системах обычно поддерживает и взаи-модействие с системами обеспечения качества. При этом автоматически создается документация, необхо-димая для контроля соответствия нормативным требо-ваниям. Все эти функции критически важны для защи-ты бренда компании.Число различных вариантов исполнения и комплекта-ции изделий и число видов изделий, выпускаемых на одном и том же заводе, постоянно возрастает. Люди не могут работать по-настоящему эффективно без ин-формационной поддержки. Поэтому необходимо рас-сматривать производственные системы в масштабах всего предприятия.Наиболее привлекательная черта всей концепции «Промышленность 4.0» — быстрое и надежное прове-

дение изменений. Когда возникают изменения, вы-званные рыночным спросом, появлением умных стан-ков и изделий либо вводимые решением руководства на основе маркетинговых исследований, современ-ные MES/MOM-системы, полностью контролирующие работу предприятия, позволяют подготовить и проин-формировать все задействованные службы и повы-сить их эффективность.Предприятия уже начинают вкладывать средства в ум-ные станки и другое оборудование, способное само-стоятельно управлять собственной работой. Однако надо понимать, что даже в долгосрочной перспективе заводы не будут использовать только умные материа-лы и выпускать только умные изделия, которые сами

определяют наилучший тех-нологический маршрут из-готовления продукции. В по-добных случаях именно MES/MOM-системы добавля-ют недостающую интеллек-туальность. По нашим про-гнозам, в течение долгих лет MES/MOM-системы оста-нутся промежуточным зве-ном для связи с обычными изделиями и технологиче-ским оборудованием, не входящим в Интернет ве-щей. MES/MOM-системы со-вместно с умными станками будут управлять технологи-ческим процессом, а также применять виртуальную мо-дель производства для кон-троля процессов и материа-лов. При интеграции MES/MOM-систем с поиском данных и PLM технологиче-ская информация становит-ся доступной всем службам предприятия. Таким образом, мы увере-

ны, что роль MES-систем несколько изменится. Потоки разнородной информации от киберфизических си-стем будут расти по мере повышения уровня автома-тизации производства. Через десяток лет потребуется гораздо меньше операторов станков, а MES/MOM-си-стемы будут в основном заниматься предоставлением исчерпывающих данных об изделии в нужном контек-сте и реализацией интеллектуальных функций под-держки принятия решений при неизбежном возник-новении нештатных ситуаций. MES/MOM-системы играют важную роль в современном инновационном бизнесе. Данная ситуация сохранится еще многие го-ды. Внедрение полнофункционального MES/MOM-ре-шения — стратегический шаг, обеспечивающий кон-курентные преимущества. Такое внедрение оптимизирует существующие процессы и подготавли-вает предприятие к реализации плана перехода на «Промышленность 4.0», в основе будущего успеха ко-торой — MES/MOM-системы.

1


Siemens PLM Software: отраслевые решения для интеллектуальных инноваций

Воплощаем мечтыВсе

пр

ава

защ

ищ

ены

© 2

01

5 О

бщес

тво

с о

гран

иче

нн

ой

отв

етст

вен

но

стью

«С

им

енс

Ин

даст

ри

Со

фтв

ер».

Sie

men

s и

ло

готи

п S

iem

ens

явля

ютс

я то

вар

ны

ми

зн

акам

и S

iem

ens

AG

. Все

пр

очи

е уп

ом

янут

ые

лого

тип

ы и

то

вар

ны

е зн

аки

явл

яютс

я со

бств

енн

ост

ью и

х вл

адел

ьцев

.

Smart Innovation Portfolio – адаптивная система, которая пре-доставляет всем участникам PLM-процесса нужную информа-цию своевременно, в правильном контексте. Интеллектуаль-ные модели, входящие в состав решения, содержат всю необходимую информацию для последующего эффективного производства изделия.

Воплощаем инновации

Как успешно конкурировать в условиях, когда даже одна инновация способна трансформировать целые отрасли? В мире «интеллектуальных изделий» традици-онные критерии успеха – качество, себестоимость, сроки – важны, только их уже недостаточно. Пришло время перейти от передовых приемов работы к созда-нию совершенно новых подходов и бизнес-моделей. Предприятия с перспективным мышлением преобразу-ют инновационные процессы и объединяют этапы жизненного цикла изделия – от замысла до эксплуата-ции – на единой цифровой платформе. Потому что наличие хорошей идеи еще не гарантирует ее реализа-цию – нужно уметь воплотить ее в жизнь.

Интеллектуальная линейка решений для создания ин-новаций – Smart Innovation Portfolio от Siemens PLM Software гарантирует преобразование цифрового предприятия для успешного воплощения прорывных инноваций. Воплощайте смелые идеи.

siemens.ru/plm

+7 (495) 223 36 46

PLM Эксперт. Инновации в промышленности № 8, октябрь 2016.Учредитель: Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер». Номер свидетельства о регистрации: ПИ № ФС 77-52601 Главный редактор: Акулова Ольга Ивановна Подписан в печать: 15.09.2016 Тираж: 2000 экземпляров. Распространяется бесплатно Адрес редакции: 115184, Россия, Москва, ул. Большая Татарская, д. 9 Отдел маркетинга Siemens PLM Software Тел.: +7 (495) 223 -36-46 Факс: +7 (495) 223-36-47 Отпечатано в типографии: ООО «Типография Софит». Адрес: 119180, г. Москва, ул. Б. Полянка, дом № 7/10, строение 3.

Перепечатка материалов журнала в любой форме возможна только с письменного разрешения редакции.

Все права защищены © 2016 Общество с ограниченной ответственностью «Сименс Индастри Софтвер». Siemens и логотип Siemens являются товарными знаками Siemens AG. D-Cubed™, Femap, Geolus, GO PLM, I-deas, Insight, JT, NX, Parasolid, Solid Edge, Teamcenter, Tecnomatix и Velocity Series™ являются товарными знаками Siemens Product Lifecycle Management Soft-ware Inc. или ее филиалов в США и других странах. Все прочие упомянутые логотипы и товарные знаки являются собственностью их владельцев.

Над номером работали:

Акулова Ольга

Лободанова Оксана

www.siemens.ru/plm

plm Эксперт - info.cad-is.ruinfo.cad-is.ru/plm-expert_october.pdf · 8 Будущее уже...

Documents