Производство спецтехники для строительства, ремонта и обслуживания дорог.

Техническое обслуживание.

Ремонт спецтехники.

                        Запасные части.

                          Полный комплекс работ по механической обработке металла.



Статьи

Подписаться на RSS

SIEMENS DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE: СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОВМЕСТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УЗЛОВ

Источник информации: Пресс-служба Siemens


   Эффективная совместная работа — важнейший фактор повышения производительности и создания высококачественных изделий. Современные системы автоматизированного проектирования (CAD) и интеллектуальные инструменты помогают инженерам синхронизировать данные и совместно работать над важнейшими междисциплинарными вопросами проекта, концентрируясь при этом на своей основной задаче: создавать инновации. Благодаря такому подходу удается наилучшим образом реализовывать замысел конструктора, сокращать сроки проектирования и в нужное время выводить продукт на рынок.


Введение


Современные заказчики, вне зависимости от отрасли, весьма требовательны: их изделия должны быть всё более интеллектуальны и обладать обширной функциональностью. В связи с этим использование электроники в традиционных механических устройствах растет беспрецедентными темпами, и все эти электронные компоненты должны быть физически соединены между собой и увязаны с общей компоновкой изделия. Датчики устанавливают практически в любое оборудование, чтобы объединить устройства в единый "умный" мир. Сигналы от этих датчиков передаются по проводам на встроенные блоки, приводы и антенны. Отдельные провода объединяются в жгуты. В итоге образуется настоящая "электрическая нервная система" современного изделия.


Как результат того, что электроника и программное обеспечение начинают управлять механическими узлами конструкции, растет сложность электромеханических систем, самые лучшие из существующих процессов проектирования быстро устаревают и становятся неэффективными, а конструкторам все труднее успевать за быстро меняющимися требованиями рынка. Сегодня уже невозможно просто передать готовый проект на изготовление опытного образца, чтобы проверить, работает ли изделие так, как задумано. Инженерам приходится выходить за пределы их области специализации. Например, инженеры-механики нередко имеют дело с электрооборудованием, а инженеры-электрики — с механическим.


Проблема — в разрозненности инженерных дисциплин


В отсутствие скоординированного процесса проектирования объединение систем изделия выполняется на этапе изготовления опытных образцов, то есть уже в завершении цикла разработки. При этом ошибки, допущенные на таких поздних этапах, оказываются весьма дорогостоящими. Если их не удается выявить до изготовления и проведения испытаний опытных образцов, компания несет существенные издержки – финансовые и временные. Кроме того, подобные ошибки способны сильно задержать выход нового изделия на рынок.


Таким образом, традиционное разделение процессов становится неэффективным на фоне все возрастающей сложности проектируемых изделий.


Почему?


- Когда инженеры-электрики и инженеры-механики работают в различных системах проектирования, согласование даже простейших вопросов превращается в большую проблему. "Мы говорим про этот провод или про тот?": для инженера-электрика провод — это линия на электрической схеме, для инженера-механика этот же провод прокладывается на 3D-модели механического узла. Из-за разницы в подходах возникает непонимание, ошибки и задержки в проектировании.


- При отсутствии согласования рабочих процессов инженеры-электрики разрабатывают комплект электросхем, спецификации и чертежи. Затем инженеры-механики должны изучить документацию и выяснить, какие провода требуют трассировки по механическим узлам. Эти работы выполняются вручную, а значит возрастает риск появления ошибок.


- Проектирование электрической части редко удается завершить с первого раза. Чаще всего это циклический процесс с участием инженеров-электриков и инженеров-механиков, при этом на каждом цикле специалисту приходится заново изучать внесенные изменения.


Рис. 1 Традиционное разделение процессов проектирования электрической и механической части изделий не позволяет синхронизировать отдельные части проекта.


Рис. 2 Ошибочно думать, что трассировка и изготовление жгутов проводки — простая задача.


В итоге ошибки проектирования передаются на следующие этапы, из-за чего приходится выполнять множество циклов изготовления и проведения испытаний опытных образцов. В современных условиях разрозненные отделы предприятия не могут работать эффективно. Электрическую и механическую части проекта необходимо объединять.


Препятствия на пути интеграции ECAD- и MCAD-систем


К сожалению, обеспечение совместной работы пользователей электрических (ECAD) и механических (MCAD) САПР — непростая задача. Главная проблема состоит в традиционном разделении проекта на электрическую и механическую части. Как правило, инженеры-электрики и инженеры-механики "говорят" на разных языках и пользуются разными инструментами. К тому же чаще всего их рабочие места разнесены территориально. Следующая трудность состоит в том, что структура одного и того же объекта для проектирования электрической и механической частей представляется в CAD-системах по-разному.


В любой MCAD-системе электронный блок – это спецификация в виде крепежа, корпуса, печатной платы и разъемов. При этом в ЕCAD-системе тот же самый модуль – это функциональная или электрическая схема, то есть представление более высокого уровня, чем только физическая структура объекта. Для выполнения ряда функций электрооборудования задействуются сразу несколько печатных плат и разъемов, что не позволяет однозначно связать конкретную функцию с конкретным физическим элементом изделия.


Чтобы обеспечить необходимую функциональность электрической части, требуются значительные трудозатраты. В ходе проектирования инженеры подбирают подходящие разъемы, клеммы, экраны, материалы проводов и пр. Также при разработке электрических систем приходится решать немало задач конструирования механических узлов. Необходимо тщательно выполнить трассировку электропроводки по изделию, учитывая при этом вопросы электромагнитной совместимости. Процесс трассировки должен исключать физическое пересечение электропроводки с деталями, правильно рассчитывать длины проводов (на основе реальных радиусов сгиба) и учитывать другие факторы — например, корректный выбор точек крепления проводки.


В итоге, чтобы создать действительно хорошую электросистему, инженеры-электрики и инженеры-механики выполняют множество циклов проектирования. Им необходимо обмениваться проектными данными и работать в тесном взаимодействии.


Предпринимавшиеся ранее попытки поддержки такой совместной работы не принесли значительных успехов. Для интеграции ECAD-MCAD-систем применялось все, что угодно: стикеры, электронная почта, файлы Excel. По понятным причинам подобные подходы были обречены на провал.


Спроектировать электрическую систему, используя комбинацию из универсального редактора для построения схем, электронных таблиц и 2D CAD-системы, в принципе можно, но возникает немало рисков:


- Разрабатываемые в каждой из этих систем элементы никак не связаны между собой. Если в электрическую схему вносят изменения и забывают о них, чертежи и спецификации не будут отражать новое проектное решение.


- Все элементы схемы, спецификации чертежа — это не более чем линии и символы. Выполнить численное моделирование и проверку функциональности систем с их помощью абсолютно невозможно. Если ошибочно выбран слишком малый номинальный ток предохранителя, инженеры не узнают о том, что он перегорит, до проведения испытаний опытного образца.


- В отсутствие автоматизации при переходе от электротехнического проектирования к трассировке электропроводки по механическим узлам инженеры-механики вынуждены вручную разбираться с документацией на электрическую систему, чтобы выяснить, где и какие жгуты проводов требуется проложить.


К счастью, появились новые процессы автоматизированного проектирования, которые успешно справляются с указанными сложностями. Интеллектуальные процессы ECAD-MCAD-проектирования поддерживают совместную работу специалистов, создающих электрическую и механическую части проекта.


Численное моделирование прогнозирует характеристики электрической системы, что позволяет проверять и оптимизировать проектное решение, а перекрестная проверка конструкции в различных приложениях усиливает интеграцию.


Новый подход к совместной разработке электрической и механической частей изделия


Проектирование современных электромеханических систем — непростая задача, которая представляет собой циклический процесс с широким перечнем ограничений. Предприятиям требуются новые, автоматизированные и интеллектуальные решения, обеспечивающие совместную работу специалистов. Однако до сих пор многие решают не развивать интегрированный процесс проектирования, обосновывая тем, что он требует значительных расходов. В этой связи необходимо задаться другим вопросом: какие убытки возникнут, если изделие не выйдет на рынок в благоприятный момент?


Качество электрической части оказывает колоссальное влияние на успех или неудачу нового изделия, а численное моделирование и расчеты служат основой эффективного контроля проектных решений на ранних этапах. Численное моделирование электрических систем в самом начале разработки способно выявить проблемы, требующие полной переделки всей базовой архитектуры электрической части.


Электрическая система тесно связана с механическими узлами, поэтому изменения в электрической части зачастую требуют внесения корректировок также и в механическую часть. Подобные изменения как в электрике, так и в механике гораздо проще и дешевле проводить на самых ранних этапах создания изделия.


Внедрение новых интеллектуальных систем проектирования предоставляет разработчикам полный доступ ко всей информации об изделии. На основе такой информации выполняется численное моделирование — основа процессов проектирования интегрированных электромеханических систем, с помощью которого сокращается потребность в опытных образцах, экономятся время и деньги.


Компьютерные методы моделирования и контроля проектных решений электрической части являются значительным шагом вперед в части проверки целостности конструкции. Возможности такого подхода значительно шире, чем при использовании традиционных опытных образцов.


Типовой процесс интеллектуального проектирования


Инженер-электрик разрабатывает спецификацию на элементы электрической системы, которую затем интегрирует в эффективную среду трехмерного проектирования — например, Solid Edge® от Siemens Digital Industries Software. Подобная интеграция позволяет при проектировании электрической части учитывать ограничения, накладываемые механической конструкцией, указывает на наличие мест с повышенной влажностью, температурой и другими опасными факторами. С другой стороны, при проектировании механической части конструктор будет оставлять достаточно места для проводки, а также обеспечивать требуемые радиусы изгиба жгутов. Благодаря наличию междисциплинарного контекста инженеры-электрики и инженеры-механики быстро выявляют несоответствия между электрической и механической частями проекта.


Инженер-механик должен гарантировать, что жгут со всеми требуемыми проводами удастся проложить в имеющемся пространстве. Однако моделирование этих проводов в MCAD-системе – слишком сложная и трудоемкая задача. Вместо этого описание электрической системы создается в специальном модуле — таком как Solid Edge Wiring and Harness Design. Определенный на основе накладываемых механической частью ограничений максимально допустимый диаметр жгута проводки передается в модуль Solid Edge, который проверяет, что спроектированный жгут действительно не превышает этого диаметра. Для этого в модуле Solid Edge Wiring and Harness Design предусмотрена автоматическая проверка правил конструирования.


Рис. 3 Функции перекрестной проверки в модуле Solid Edge Wiring and Harness Design


Если жгут оснащается хомутами, изолирующими втулками и усадочными трубками, для учета их влияния также требуется междисциплинарное взаимодействие специалистов. Подобные объекты лучше всего создавать в 3D MCAD-системе, а затем добавлять к ним данные по электрической части, полученные из ECAD-системы. Такая ассоциативная связь позволяет автоматически проектировать жгуты проводки и точно определять их параметры.


По окончании совместной разработки каждый инженер получает четкое представление о том, как разработанная им часть проекта будет функционировать в составе всего изделия в целом.


Интеллектуальный подход к проектированию электромеханических узлов


Модули Solid Edge для проектирования электрических систем ориентированы на предприятия среднего размера, для которых особенно важны такие параметры, как легкость внедрения и низкая общая стоимость владения. Широкие возможности этой системы выходят далеко за рамки традиционных функций по созданию электромеханических узлов. В частности, модули выполняют численное моделирование токов и напряжений, выявляют такие ошибки, как короткие замыкания, рассчитывают номиналы предохранителей. Эти функции, а также возможности автоматизированного проектирования жгутов проводки и подготовки документации в модуле Solid Edge Wiring and Harness Design помогают нашим заказчикам победить в конкурентной борьбе даже при отсутствии большого опыта работы с подобными инструментами.


При совместном использовании с CAD-системой Solid Edge 3D модуль Solid Edge Wiring and Harness Design обеспечивает эффективную совместную работу инженеров-электриков и инженеров-механиков.


- Полная информация об электрической части проекта передается в Solid Edge 3D, поэтому инженер-механик получает полный список размещаемых электрических узлов и соединений, требующих трассировки. Более того, Solid Edge знает, какие элементы должны соединяться и каким образом, так что система выполняет 3D-трассировку проводов, кабелей и жгутов автоматически, сокращая вероятность ошибок по причине человеческого фактора.


- Надежная передача изменений между электрической и механической частями проекта. Перекрестная проверка и визуализация обеспечивают контроль прохождения сигналов прямо на 3D-модели, что помогает в подборе оптимальной трассы, исключающей возникновение электромагнитных помех. Когда кто-то из инженеров вносит изменения в свою часть конструкции, их сразу видят все остальные участники разработки. Это минимизирует количество проектных ошибок.


- Интерактивное выделение объектов. Когда инженер-электрик выбирает провод на электросхеме, то этот же провод подсвечивается на 3D-модели механического узла. И наоборот: при выборе провода на 3D-модели он подсвечивается на электросхеме. Это значительно облегчает выявление и устранение междисциплинарных несоответствий.


- Интеллектуальные графики, спецификации и чертежи — это разные представления одних и тех же элементов, разъемов или проводов. Любое изменение в одном из них влечет автоматическое отображение этого изменения в остальных материалах.


- Инженеры-электрики теперь выполняют численное моделирование и расчеты, проверяя надлежащее функционирование разработанной системы. Численное моделирование способно выявить состояние электрической системы, которое приведет к перегоранию предохранителя, причем задолго до испытаний опытного образца.


- Проектная информация передается в виде списка заданий для инженера-механика, занимающегося трассировкой электропроводки по изделию.


Модуль Solid Edge Wiring and Harness Design успешно решает проблемы проектирования электромеханических устройств. Интегрированное междисциплинарное решение основано на технологиях ведущего разработчика систем электротехнического проектирования Mentor Graphics, входящего в компанию Siemens Digital Industries Software. Все решения для проектирования электрической части, включая модуль Solid Edge Wiring and Harness Design, созданы одним и тем же разработчиком и глубоко интегрированы, что было бы невозможно в случае объединения со сторонними приложениями или самостоятельно разработанными дополнительными модулями. При совместном использовании с CAD-системой Solid Edge 3D модуль Solid Edge Wiring and Harness Design помогает разрабатывать электромеханические системы быстрее и дешевле.


Заключение


Электрические системы играют важнейшую роль в большинстве современных изделий. Они обеспечивают необходимое питание электроники, а также точное и эффективное взаимодействие множества систем. Без надежных электрических систем современные изделия стали бы просто неработоспособными.


Электрическая система тесно связана с механическими узлами. Например, полное сопротивление проводника зависит от его длины и удельного сопротивления материала. В первых системах проектирования и расчетов электрической части длины проводов указывались вручную. По мере усложнения электрического оборудования ручные процессы ушли в прошлое, возникла тесная интеграция этапов разработки электрической и механической частей с едиными междисциплинарными моделями. Сейчас для этого применяется двусторонний интерфейс "ECAD-MCAD". ECAD-система сообщает все необходимые атрибуты, включая точки, соединяемые каждым проводником. Затем MCAD-система выполняет трассировку провода, кабеля или жгута в 3D и отправляет фактические длины обратно в ECAD-систему. Такой междисциплинарный процесс сокращает сроки проектирования.


Давно известно, что совместная работа повышает производительность и помогает создавать высокоэффективные конструкции. Современные системы автоматизированного проектирования (CAD) и интеллектуальные инструменты помогают инженерам синхронизировать данные и совместно работать над важнейшими междисциплинарными вопросами проекта. Благодаря этому удается наилучшим образом реализовывать замысел конструктора и с первого раза достигать успеха.


Высокоинтегрированная система электромеханического проектирования, такая как Solid Edge Wiring and Harness Design, обеспечивает междисциплинарную совместную работу, избавляя инженеров от необходимости постоянно проводить совещания, обсуждая ошибки, возникшие при ручном вводе изменений. Интеллектуальная методика проектирования позволяет оценивать последствия изменений для электрической и механической частей в единой среде. Благодаря этому у инженеров остается больше времени на их основную задачу: создавать инновации.

ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА: ИЗМЕНЕНИЕ БИЗНЕС-МОДЕЛЕЙ В ОТВЕТ НА ВЫЗОВЫ ВРЕМЕНИ

В.В. Литун

Директор по маркетингу R-Про Консалтинг,www.r-p-c.ru, info@r-p-c.ru


Каждая индустрия, в том числе производство потребительских товаров, электроники, автомобилестроение и многие другие, изо всех сил пытается завоевать интерес, внимание и бюджет потребителей. И делать эта становится все сложнее из-за постоянного расширения и ужесточения конкуренции.


Меняющийся конкурентный ландшафт оказывает сильное влияние на производителей, бизнес-модели которых спроектированы на основе традиционных розничных продаж, и руководители которых привыкли к прямому контролю и влиянию на потребительские ожидания в отношении функций, дизайна и ценообразования на продукты. Они создали цепочки поставок, каналы продаж и циклы разработки продуктов, соответствующие их моделям, а также разработали свою корпоративную инфраструктуру для ее поддержания. Эта модель все еще работает для многих категорий продуктов, но изменения, вызванные современными трендами развития экономики, уже не за горами.


В этой статье мы обсудим некоторые проблемы, с которыми сталкиваются сегодня производители промышленной продукции, и как современные цифровые технологии помогают их решить.


Если вы производитель, который работает на рынке уже какое-то время, мы рекомендуем вам прочитать данную статью, особенно, если вы пытаетесь понять, как работает цифровое производство.


Сокращение цикла разработки продукта


В последние годы барьер для входа на многие рынки был снижен благодаря усилению значимости цифрового маркетинга и электронной коммерции. Стартапы теперь могут запустить продукт на сайте Kickstarter, расти за счет прямых продаж или продаж на рынке, а затем и обходить крупных ретейлеров после того, как они доказали свою состоятельность. Новый путь выведения продукта на рынок, который ранее контролировался ретейлерами и крупными производителями, теперь более доступен для стартапов и аутсайдеров, которые хотят вступить в борьбу за рынок. Крупные ретейлеры отмечают успешность этой стратегии, и многие из них разработали свои собственные модели управления с использованием новой рыночной ниши, электронной торговли и аналитики данных для прогнозирования востребованных продуктов и принятия решения об оптимальном их размещении на стеллажах и пр.


Традиционные производители также обратили внимание на эту тенденцию. Многие вынуждены увеличивать объем инвестиций в инновационные продукты и сокращать время их вывода на рынок, усиливая давление на группы разработки продуктов, производственные центры и цепочки поставок. Такой тип изменений дается непросто. Сокращение времени разработки продукта, его внедрения – сложная, комплексная задача, особенно для крупных производителей, которые работают на международных рынках. Эта инициатива должна осуществляется в масштабе всей компании и требует анализа и изменения практически всех аспектов бизнеса.


Итак, как же могут современные цифровые технологии помочь производителям сократить цикл разработки продукции? Вот несколько советов. Во-первых, создайте модель разработки продукта, которая интегрирует полученную обратную связь в дизайн продукта. Цифровые инструменты взаимодействия с клиентами помогают группам разработчиков собирать и отслеживать отзывы клиентов о брендах и продуктах. Благодаря этому они могут лучше прогнозировать, будут ли продукты успешными, и не тратить ресурсы на массовое производство никому не нужного "барахла". Во-вторых, обратите внимание на производственные центры и цепочки поставок, которые обеспечивают скорость и гибкость. Команды по вводу нового продукта могут использовать программное обеспечение для 3D-проектирования и имитационного моделирования при создании дизайна, тестировании, имитационного моделирования новых производственных линий и оценке их влияния на цепочки поставок.




Усиление спроса на кастомизацию


Еще не так давно, если вы хотели получить приталенную рубашку или мебель по индивидуальному заказу, вам нужно было обращаться к портному или дизайнеру, которые предлагали специальные услуги. После продолжительного процесса заказа вы также были готовы заплатить больше и ждать дольше. Но сегодня такая модель уже не работает. Достижения в области технологий производства позволяют компаниям создавать индивидуализированные продукты в рекордные сроки и по конкурентоспособным ценам. Все больше компаний выстраивают стратегию производства на заказ для различных категорий продуктов, включая многие товары с низкой стоимостью, которые когда-то считались невосприимчивыми к подобным изменениям.


Если вас беспокоит данная тенденция, вы не одиноки. Экономика "под заказ" приводит к структурным изменениям почти в каждой отрасли, поскольку стартапы конкурируют с традиционными компаниями и доказывают, что они способны быстрее отвечать на потребности клиентов. К счастью, компании, которые уже давно работают на рынке, также могут внедрить технологии и стратегии, которые поддержат их конкурентоспособность. Программное обеспечение помогает компаниям контролировать и управлять всеми процессами – от заказа и конфигурации до производства и планирования. Программное обеспечение для проектирования и имитационного моделирования производства помогает производителям разрабатывать, тестировать и моделировать гибкие производственные решения. Хотя стратегия производства на заказ подойдет не всем, стоит знать, что в этой области есть много решений, которые помогут провести изменения грамотно.


Давление для улучшения управления затратами


Одной из областей, которая беспокоит большинство производителей, является управление затратами. Независимо от того, пытаетесь ли вы удержать стремительный рост производственных издержек на новый продукт или ищете возможности минимизации потерь в накладных расходах, неэффективное управление затратами может быстро и значительно повредить производственному предприятию. Особенно в сегодняшней гиперконкурентоспособной производственной среде для обеспечения жизнеспособности от производителя требуется сильный контроль затрат и правильное управление ими.


К счастью, цифровые технологии также могут помочь в данном вопросе. Благодаря технологии цифрового управления цепочками поставок вы можете оптимизировать потоки входящих материалов и исходящих готовых изделий и обеспечить прибыльность своей компании. Программное обеспечение для проектирования и имитационного моделирования производства позволяет визуализировать и моделировать ваши производственные центры и цепочки поставок, избегая проблем еще до того, как они станут проблемами, а также позволяет предотвратить простои и потери. Значительного прогресса удалось достигнуть и в области прогнозного технического обслуживания. Уже существует несколько решений, использующих интеллектуальную аналитику и машинное обучение, которые позволяют более точно прогнозировать и предотвращать сбои оборудования. Давление на производителей по управлению затратами, скорее всего, не исчезнет в ближайшее время, поэтому разумно использовать технологии и стратегии, которые способствуют удобству контроля и анализа расходов.


Выводы


Руководители предприятий не будут лучше спать ночью, пройдя через эту волну перемен. Всегда будут проблемы и сбои, которые заставляют производителей переосмысливать и менять свой бизнес, чтобы оставаться конкурентоспособными. Тем не менее, одно можно сказать точно – технологии теперь играют огромную роль. Цифровая трансформация означает не просто внедрение корпоративного программного обеспечения в вашей организации для улучшения, ускорения или удешевления каких-либо процессов; это комплексная, всесторонняя трансформация бизнеса с использованием технологий. Это полное переосмысление бизнес-модели. И важно, чтобы вы начали задумываться об этом сейчас, пока не стало слишком поздно.


На Всемирном экономическом форуме 2016 года в Давосе Пьер Нантерме, генеральный директор компании Accenture, отметил, что более половины компаний из списка Fortune 500 от 2000 года исчезли... из-за цифровых технологий! К концу 2017 года ожидается, что 2/3 руководителей компаний из Global 2000 будут считать цифровую трансформацию основной стратегией*.


Есть десятки исследований, в которых подробно описываются изменения и влияние, которые цифровые технологии будут оказывать на промышленность. Мы уверены, что цифровая трансформация производства имеет огромное влияние на всю современную инфраструктуру общества и может обеспечить прорывные экономические результаты. Главное - успеть внедрить новые бизнес модели, отвечающие вызовам времени.


Источник

* https://www.idc.com/research/viewtoc.jsp?containerId=259850


Подготовлено по материалам компаний R-Про Консалтинг (Россия) и Visual components (Финляндия)