Разработка стандарта по цифровому проектированию

ГК «ПЛМ Урал» занимается техническим перевооружением российских промышленных предприятий с 1993 года. Зная текущую ситуацию в области цифрового проектирования на промышленных предприятиях России и причины отставания от мировых лидеров, мы предлагаем использовать в основе проектирования следующие принципы:

  • Проектирование на основании требований и проверки на каждом этапе их исполнения.

  • Проведение виртуальных испытаний и оптимизационных расчетов на каждом этапе проектирования.

  • Бесчертежные технологии – 3D модель как основной источник конструкторской документации.

Мы считаем, что для скачка на более высокий уровень развития предприятиям помогут грамотно составленные стандарты проектирования и подготовки производства, по которым можно работать, оформлять и принимать документацию в виде трехмерных моделей.

Контроль этапов производства в соответствии с требованиями. Нормативная база

В настоящее время нормативная база ЕСКД по работе с электронными документами представлена следующими стандартами:

Стандарты нормативной базы ЕСКД по работе с электронными документами

Наименование

Описание

ГОСТ 2.102-2013 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов

В этом стандарте вводятся понятия электронной модели детали, электронной модели сборочной единицы, электронной структуры изделия. Эти документы определяются, как обязательные в комплекте основной конструкторской документации (далее КД) на стадии разработки рабочей конструкторской документации. Требования к данным документам предъявляются в ГОСТ 2.056-2014, ГОСТ 2.057-2014, ГОСТ 2.053-2013

ГОСТ 2.051-2013 ЕСКД. Электронные документы. 

Стандарт устанавливает общие требования к выполнению электронных конструкторских документов. Приводится описание из каких частей должен состоять электронный документ, какие виды электронных документов бывают. Декларируется то, что конструкторские документы в принципе можно разрабатывать, согласовывать, учитывать и хранить в электронном виде.

ГОСТ 2.052-2015 ЕСКД. Электронная модель изделия. 

Стандарт устанавливает общие требования к выполнению электронных моделей изделия (деталей и сборочных единиц). Здесь определяются основные понятия и терминология компьютерного моделирования, виды электронных моделей изделия.

ГОСТ 2.053-2013 ЕСКД. Электронная структура изделия.

Стандарт устанавливает общие требования к электронной структуре изделия. На основе ЭСИ формируются отчеты по изделию, которые традиционно в бумаге выполнялись в виде спецификаций и ведомостей

Наименование

Описание

ГОСТ 2.054-2013 ЕСКД. Электронное описание изделия.

Стандарт дает понятия об информационных технических системах (PLM, PDM и других), с помощью которых можно вести хранение, учет и описание электронной конструкторской документации.

ГОСТ 2.055-2014 ЕСКД. Электронная спецификация.

Стандарт определяет понятия электронной спецификации и сводных ведомостей, определяет параметры хранения содержательной части с использованием PDM систем

ГОСТ 2.056-2014 ЕСКД. Электронная модель детали.

Стандарт устанавливает некоторые требования к выполнению и оформлению моделей деталей и представлению их с помощью CAD систем, дополняя требования ГОСТ 2.052-2015

ГОСТ 2.057-2014 ЕСКД. Электронная модель сборочной единицы.

Стандарт устанавливает некоторые требования к выполнению и оформлению моделей сборочных единиц и представлению их с помощью CAD систем дополняя требования ГОСТ 2.052-2015

ГОСТ 2.058-2016 ЕСКД. Правила выполнения реквизитной части электронных КД

Стандарт устанавливает правила выполнения в электронной форме реквизитной части электронных конструкторских документов. Стандарт дополняет требования ГОСТ 2.056-2014 ГОСТ 2.052-2015 ГОСТ 2.055-2014 в плане требований к реквизитной части электронных документов

Проанализировав содержание имеющихся стандартов, мы пришли к выводам:

  • В первую очередь нужно дополнять требования стандартов по электронным моделям ГОСТ 2.052-2015 ГОСТ 2.056-2014 ГОСТ 2.057-2014. В этих стандартах не хватает примеров практического использования. Если сравнить стандарты по электронной документации со стандартами по бумажной, то имеются разительные различия – для бумажных стандартов отдельными рисунками прорисованы разнообразные случаи оформления конструкторской документации (КД), а в стандартах по электронным КД их минимум.

  • Необходимо переформулировать терминологию, данную в стандартах ЕСКД, так, чтобы она соответствовала той, что применяется в современных CAD системах. Например, понятия PMI (конструкторско-технологическая информация) нет в содержании ГОСТов, вместо него используется понятие «атрибут».

Цифровой двойник. Бесчертежные технологии. Виртуальные испытания

Условно определены пять последовательно повышающихся по эффективности уровней развития процессов цифровизации проектирования производства:

  1. Электронный чертеж.

  2. Электронная 3D модель и чертеж.

  3. Электронная модель с информацией для изготовления – первоисточник (узаконенный носитель) конструкторской и технологической информации.

  4. Электронная модель и электронный состав, распространенные по всем службам предприятия.

  5. Электронная модель – «цифровой двойник» (ЦД).

Если предприятие хочет развиваться и конкурировать, тем более с зарубежными производителями, ему необходимо переходить на современное программное обеспечение CAD/CAM/CAE/CAI/PLM/ERP. Оно дает нам инструменты, которые позволяют разрабатывать, анализировать, проводить испытания, согласовывать, учитывать, хранить данные разработки изделий в электронном виде с использованием информационно-технических систем.

Преимущество «цифрового двойника» заключается в том, что он идентичен реальному изделию и насыщен физическими свойствами. Это кардинально другой, высокоэффективный уровень конструкторско-технологической подготовки производства. Он позволяет моделировать процессы производства и производить виртуальные расчеты и испытания. При его использовании в разы сокращаются сроки выпуска изделий на рынок, повышается качество, снижается вес, себестоимость, особенно, если идет речь о технически сложной продукции.

Наши разработки на текущем этапе:

  1. Мы разработали прототип стандарта по выполнению электронной модели в качестве конструкторской документации, где подробно описали терминологию, требования к электронной модели, описали критерии безошибочности модели. За основу взяты существующие стандарты, которые были дополнены и расширены, в том числе иллюстрациями.

  2. Мы написали прототип стандарта по использованию электронной модели для использования в подготовке технологических процессов. В этом документе определяется электронная модель технологической операции, которая может использоваться вместо карты эскизов техпроцесса.

Предлагаемые документы мы готовы использовать при внедрении автоматизации конструкторско-технологической подготовки у наших заказчиков при наличии заинтересованности.

Стратегия развития нормативной базы:

  1. Порядок проверки, согласования и утверждения электронной модели. Необходимо описать виды электронных подписей и порядок их использования при приемке электронной КД.

  2. Хранение и учет электронных моделей, внесение изменений и оповещение об изменениях. Необходимо описать, как с помощью CAD и PLM систем реализовать хранение и согласование электронных моделей.

  3. Обмен электронными моделями со смежными подразделениями и предприятиями: технологические службы, ОТК, военным представительством. Необходимо описать форматы передачи данных и требования к передаваемым моделям для корректного обмена актуальными данными без потери информации.

Резюме

  • Стандарты призваны сократить на 30-40% сроки проектирования, уменьшить затраты на проектирование на 10-20%, повысить качество новых изделий.
  • Стандарты задают вектор развития промышленности на несколько лет вперед, заставляя предприятия двигаться в заданном направлении и внедрять новые технологии.
  • Инновационные технологии компьютерного проектирования, вооруженные соответствующими методиками и стандартами, обязательными к применению, позволят вывести промышленность РФ на передовой уровень.
  • Обладая знаниями и передовым мировым опытом работы в этой области, мы готовы разработать проекты методологии и стандартов, обеспечивающие в случае их принятия на государственном уровне качественно новый уровень развития российской промышленности, превышающий мировой.

 

Внимание!

Предлагаем ознакомиться с авторской версией разработанного нами стандарта по цифровому проектированию, включенного в программу стандартизации 2018 года. Мы также готовы помочь в адаптации стандарта на вашем предприятии, внедрении методики системно-ориентированного проектирования и работы с цифровым двойником.