На официальном сайте Объединенной авиастроительной корпорации опубликован очередной номер корпоративного журнала «Горизонты» №4 (28) 2020 года. В материале Светланы Артемьевой «Ульяновские двойники» сообщается об использовании на ульяновском «Авиастар-СП» концепции цифровых двойников, позволяющей совершенствовать сборочно-технологические процессы серийного производства.
Следите за новостями «Новый оборонный заказ. Стратегии» в Google News, будьте в курсе событий!
Ниже мы приводим полный текст публикации:
Цифровые двойники — это синхронизированные виртуальные модели любых физических объектов или процессов, а также людей и даже сред. Такие двойники отслеживают прошлое их прототипов и позволяют предсказывать их будущее. Использование концепции цифровых двойников на ульяновском «Авиастар-СП» позволяет совершенствовать сборочно-технологические процессы серийного производства.
Улучшение технологических процессов ведется на ульяновском предприятии постоянно, в том числе и с помощью концепции цифровых двойников.
«Цифровое моделирование — один из инструментов, и оно не заменяет работу инженеров и производственных специалистов, но помогает найти и убедиться в правильности решений, — говорит начальник управления инвестиционных проектов «Авиастар-СП» Алексей Пирогов. — При этом формируется опыт, который специалисты используют при решении новых задач и освоении новых изделий авиационной техники».
В 2014 году на территории ульяновского завода «Авиастар-СП» начала свою деятельность базовая кафедра «Цифровые технологии авиационного производства» Ульяновского государственного университета (УлГУ). Вместе с кафедрой была открыта лаборатория виртуального инжиниринга. В настоящее время данной темой занимается магистр Института авиационных технологий и управления, мастер участка агрегатно-сборочного цеха Раиль Булатов, консультантом которого является магистр УлГУ, инженер технолог Владислав Коновалов. Раиль завершает работу над выпускной квалификационной работой магистратуры по теме «Совершенствование сборочно-технологических процессов на базе цифровых двойников изделия в условиях серийного производства».
«Авиастроительное производство традиционно имеет ряд характерных особенностей. Это жесткие самолета, технологической подготовке производства, сертификации производственных процессов, многоуровневость, — комментирует Раиль Булатов. — Авиационное предприятие должно быть конкурентоспособным. Последнее возможно при соблюдении двух условий: непрерывное техническое перевооружение и повышение производительности труда».
Программа виртуального инжиниринга позволяет визуализировать основные этапы производства, начиная с его основы — разработки модели. Если быть более точными, то процессу изготовления любой детали предшествует этап подготовки производства. Чтобы исключить ошибки и недочеты, выявляемые порой уже по факту, после выпуска детали, производится отработка процесса в виртуальном пространстве. В результате в серийное производство запускается изученный в виртуальности объект, и впоследствии в цехе деталь изготавливается без грубых отклонений.
Целью квалификационной работы Булатова стала визуализация изделия на ранних этапах проектирования в масштабе 1:1. На ее основе проводилась оценка всех вариантов детали или сборки. Затем из всего их многообразия производится выбор наилучшего варианта. При этом осуществляется взаимодействие с изделием в режиме реального времени, а также проверка целесообразности технологических процессов в агрегатносборочном производстве.
Используя возможности системы виртуального инжиниринга, можно выявить недочеты сборки единиц, которые отличаются классностью и повышенными требованиями к поточности. Особенно высокая эффективность от реализации этой программы ожидается на сложных узлах, к которым проблематично подойти, «заглянуть» внутрь. Цифровой двойник позволяет увидеть работу производства заранее—на этапе ее планирования.
«Цифровая копия физического объекта или процесса помогает оптимизировать эффективность работы предприятия, — поясняет научный руководитель Раиля Булатова, инженер-технолог «Авиастар-СП» Анастасия Кошкина. — Концепция «цифрового двойника» призвана помочь предприятию быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее, предсказывать их результаты и производить более качественные продукты».
Улучшение всех перечисленных процессов не потребует никаких материальных затрат. Единственные затраты — трудовые, поскольку нужно будет внести коррективы в техпроцесс. Таким образом, среди очевидных плюсов реализации решений программы — не только минимизация рисков дефектов, но и снижение себестоимости изделий, потерь рабочего времени, материала, сокращение времени вывода продукта на рынок.
Одной из возможностей программы является оптимизация операций с точки зрения эргономики, то есть нагрузки на определенные группы мышц рабочих.
«Манекен соответствует реальным возможностям человека, программа показывает недоступные зоны для рук, а красный цвет сигнализирует напряжение в мышцах, — рассказывает начальник управления инвестиционных проектов «Авиастар-СП» Алексей Пирогов. — Таким образом, технолог может избежать ошибок при написании технологических операций или выборе инструмента и оснащения рабочего места».
Также при обучении персонала работе с тем или иным изделием зачастую возникает вопрос подготовки квалифицированных рабочих кадров. Создаваемая в виртуальной реальности модель реального изделия обеспечивает наиболее точное учебное пособие для проведения обучающих курсов. «Прежде чем приступить к работе, ученик может отработать выполнение операций с помощью этой программы, — уверен Раиль Булатов. — Мы наблюдаем интеграцию высшего, среднего профессионального образования в производство. Программа может охватить все производства. Это будет большая помощь в освоении специальности».
В настоящее время на «Авиастар-СП» функционирует программа ТеМП — «Технологическое моделирование процессов». Система обеспечивает возможность параллельного конструкторско-технологического проектирования на основе использования электронных макетов изделий, средств технологического оснащения и перехода на электронный документооборот.
Это собственная разработка управления информационных технологий «Авиастар СП», которая учитывает все нюансы взаимодействия структурных подразделений. Новая программа цифровых двойников станет прекрасным дополнением к существующему программному обеспечению в плане визуализации процессов. Это даст существенный экономический эффект для предприятия.
Цифровой двойник позволяет увидеть работу производства заранее, на этапе ее планирования
В дальнейшем программу цифровых двойников можно использовать в разных направлениях.
«Пока мы имеем возможность формировать научно-технический задел для освоения новых изделий. Ожидается снижение сроков на подготовку производства, но при этом есть требования по наличию математических моделей изделий для технологических операций, включая техоснастку и инструмент», — говорит Алексей Пирогов.
По словам Раиля Булатова, необходим индивидуальный подход к каждому производству. Возможна также проработка на новых изделиях по типу замкнутого жизненного цикла изделия. «Смысл реализации программы есть, так как это инновационное направление развития, — считает Анастасия Кошкина. — Ее окупаемость будет зависеть от количества выпускаемой продукции, загрузки производства. Это пример взаимодействия науки и современного производства. Наша задача — выстроить мостик, добиться результата, чтобы технические достижения применялись в реальном производстве».
Магистрантами Института авиационных технологий и управления и УлГУ в настоящее время разрабатываются актуальные для предприятия темы. Они связаны с цифровыми технологиями, оптимизацией и совершенствованием складского комплекса, опытными работами по аддитивным технологиям. Научно-исследовательская работа проводится на рабочих местах, где вместе с научными руководителями решаются проблемы, реально существующие на производстве.
«В настоящее время возможности программы включены в учебный план базовой кафедры УлГУ, — поясняет Алексей Пирогов. — В дальнейшем после окончания обучения специалисты могут проверить в модели спорные моменты технологии при освоении новых технологических процессов или нового инструмента и оборудования».
В свою очередь, преподаватели вуза уверены в хороших перспективах сотрудничества с заводчанами. «Лаборатория виртуального инжиниринга базовой кафедры открывает огромные возможности для «Авиастара», — отмечает советник по авиации при ректорате УлГУ Юрий Сарычев. — Поэтому тесное сотрудничество ульяновских вузов и авиастроительного предприятия — это путь к внедрению в реальное производство инновационных технологий».
Источник – Корпоративный журнал ОАК «Горизонты»
Фото – Марина Лысцева, пресс-служба «Авиастар-СП»
