на главную страничку  

 



 

ФГУП ЦМКБ "Алмаз": переход к 3D моделированию

ФГУП ЦМКБ "АЛМАЗ" Маков Е.В.
ФГУП ЦМКБ "АЛМАЗ" Нортов А.А
Бюро "ЕСГ" Шептунов И.В.

ФГУП ЦМКБ "Алмаз" является одним из лидеров в проектировании водоизмещающих кораблей и судов, скоростных кораблей и катеров с динамическими принципами поддержания (на "воздушной подушке", с использованием интерцепторов и т.п.).

Начало процесса автоматизированного проектирования было заложено еще в 1993-96 годах, когда на предприятие пришли молодые специалисты, которые начали осваивать новый для них программный продукт AutoCAD. В двенадцатой версии для DOS была создана библиотека оборудования (главные двигатели, насосы, различная арматура и т.д.), которая насчитывала в себе более 1000 единиц оборудования. Данной библиотекой 2D-объектов оборудования пользуются до сих пор при разработке новых проектов и корректировке старых.

С появлением более мощных ПЭВМ появилась возможность переходить к созданию 3-х мерных моделей оборудования.

Начиная с 2001 года, ведется проектирование заказа 20380 "Корвет" с использованием элементов трехмерного моделирования в системе Autodesk AutoCAD. Параллельно происходит создание базы элементов оборудования с применением гибридной технологии каркасно-твердотельного моделирования. На основе 3D-моделей помещений главной энергетической установки выпускается рабочая конструкторская документация. Одновременно проектирование малотоннажных судов и кораблей по другим заказам проводится с использование навыков и наработок плоскостного проектирования.

В настоящий момент в бюро применяется несколько систем автоматизированного проектирования (AutoCAD, Компас-график, Tribon и Autodesk Inventor). Предприятие осуществило внедрение судостроительной САПР Tribon в процесс проектирования. В рамках внедрения данной системы нашим предприятием решается ряд задач:

  • создание и передача на верфь 3D-моделей корпусов строящихся и новых проектов для возможности изготовления плазово-технологической документации;
  • разработка и создание структурированной базы данных оборудования и арматуры;
  • разработка электронных 3D-моделей корабля в целом (судовых систем, прокладки кабеля, вентиляции и пр.) и передача на верфь для технологической подготовки производства;

Система Tribon позволяет вести 3-х мерное проектирование, производить необходимые расчеты, разрабатывать проектно-конструкторскую и технологическую документацию на различных стадиях проектирования, постройки и модернизации корабля. Проектирование и постройка корабля осуществляется параллельно. Одновременно с этим система является судостроительной и не предназначена для разработки изделий МСЧ (машиностроительной части). Для разработки документации на базе трехмерного моделирования сложных изделий МСЧ необходимы иные машиностроительные САПР, которые имеют более совершенные инструменты для решения этой узкоспециализированной задачи при проектировании корабля. Во время поиска наиболее приемлемого программного продукта изучалась возможность САПР в части:

  • создания 3-х мерных объектов с уровнем детализации позволяющей выпускать документацию различных уровней и сложности;
  • наличия отечественного каталога по материалам и изделиям;
  • конвертирования 3-х мерных объектов из одной систему в другую с сохранением структуры с целью сокращения сроков моделирования;
  • самостоятельного изучения и быстрого освоения системы не требующего специального обучения;

В процессе изучения одним из подходящих для этих целей программных продуктов был выбран САПР компании Autodesk, Inc.- ?Autodesk Inventor.

Презентация программы, техническое обеспечение и вводный курс обучения были предоставлены системным центром компании AutoDesk в Санкт-Петербурге компанией Бюро ESG на базе 31 отдела (отдел проектирования ГЭУ (Главная Энергетическая Установка) и систем, обслуживающих ГЭУ). ФГУП ЦМКБ "Алмаз" и Бюро ESG связывает давнее сотрудничество. Бюро ESG произвело поставку и отработку процесса выпуска печатной документации на оборудовании компании OCE Technologies B.V. Осе 9300 в 2001 году и Осе TDS400 2003 году.

Представленный продукт, Autodesk Inventor Series 10 привлекателен, как в техническом, так и в экономическом плане, поскольку реально включает в себя несколько САПР:

  • Autodesk Inventor;
  • Autodesk Mechanical Desktop;
  • AutoCAD.

Autodesk Inventor содержит в себе справочную систему и интерактивное электронное техническое руководство на русском языке для работы в программе, которые позволяют начать работу по созданию 3D-моделей в кратчайшие сроки для пользователей, знакомых с работой в системе Autodesk AutoCAD. Расширенный Autodesk Inventor (в комплектации Professional) содержит модули проектирования трубопроводов и разводки кабелей, а также модуль стресс-анализа методом конечных элементов. В состав Autodesk Inventor входит еще один очень полезный инструмент - модуль по выпуску РКД (чертежи на основе разработанных 3D-моделей и их спецификации), который поддерживает оформление документации по ЕСКД и передачи ее в формате DWG/DXF в другие САПР, объединенные единой базой данных.

На первом этапе сотрудничества компания Бюро ESG предоставила несколько временных лицензий Autodesk Inventor и провела обучение сотрудников.

В настоящее время в работе используется одна из последних версий Autodesk Inventor 10 Professional. При помощи данного программного продукта в рамках работ по номенклатуре 31 отдела ФГУП ЦМКБ "Алмаз" работа ведется в нескольких направлениях:

  • создание базы твердотельных 3D-моделей оборудования и механизмов, входящих в состав ГЭУ и систем ее обслуживающих;
  • электронное макетирование общего расположения машин и механизмов в машинных отделениях, трассировка систем обслуживающих ГЭУ и прокладка транзитных систем общесудового назначения, проходящих через помещения машинных отделений;
  • разработка РКД и оформление чертежей, полученных на основе 3D-моделей общего расположения;
  • отработка процедур обмена данными между двумя используемыми САПР - Autodesk Inventor и Tribon.

Последний пункт имеет важное значение, поскольку между этими системами нет прямого интерфейса, и в данных системах несколько различная идеология построения и идентификации уже построенных 3D-моделей. Работы по обмену данными между этими системами ведутся уже очень давно. Разработчик САПР Tribon компания AVEVA Group plc. предложила на рынок транслятор, при помощи которого можно экспортировать 3D-модели, созданные в САПР Tribon, в форматы которые свободно читает и импортирует Autodesk Inventor с сохранением сборочных зависимостей и исходных наименований.

Совместно с компанией Бюро ESG была проведена трансляция части корпусной конструкции из системы Tribon в систему Autodesk Inventor. При конвертации была использована модель корпусной конструкции, в которую входило 800 элементов (результаты трансляции можно увидеть на Рисунке № 1). При трансляции существует возможность передачи структуры и наименований, принятых при создании 3D-модели в САПР Tribon, а также сохраняется, что немаловажно, система отсчета координат и привязок по проекту. Данная трансляция заняла примерно 20 минут, что позволило получить полноценную и качественную сборку объектов корпусных конструкций для дальнейшего их насыщения в среде Autodesk Inventor (Параметры компьютера Intel Pentium 4 SPU 3.06 GHz, 1.00 G Ram)

Импорт 3D-моделей, которые были созданы в среде Autodesk Inventor, в САПР Tribon осуществляется при помощи утилиты, обеспечивающей чтение SAT-формата. При этом возможно передать в САПР Tribon 3D-модели, которые имеют очень сложную форму и трудны для создания в САПР Tribon.

Рисунок 1. Результаты трансляции части 3D-модели корпуса из САПР Tribon в Autodesk Inventor

Autodesk Inventor позволяет создавать реалистичные и очень точные с геометрической точки зрения 3D-модели. В рамках разработки электронных макетов энергетической установки была проведена кропотливая работа по созданию моделей оборудования, размещенного в машинных отделениях. В среде Autodesk Inventor были созданы полноценные корпусные конструкции (элементы набора, насыщение, фундаменты) на основе плоских чертежей, созданных при помощи Autodesk AutoCAD. Также произведена трассировка и разводка систем обслуживающих ГЭУ, систем вентиляции и общекорабельных систем, проходящих через помещения машинных отделений.

На рисунках 2.1. и 2.2 представлены 3D-модели дизель-генераторов, которые были созданы в краткие сроки для электронного макетирования текущих проектов, с использованием Autodesk Inventor.

Рисунок. 2.1 Судовой дизель-генератор АДГ-630НК

При чем модель дизель-генератора MTU 16V4000 была конвертирована из модели, которая была создана в SolidWorks и любезно предоставленная нам компанией MTU, Германия. Модель судового дизель-генератора АДГ-630НК была полностью создана средствами Autodesk Inventor.

Рис. 2.2 Дизель-генератор MTU 16V4000

На рисунках 3.1 и 3.2 показаны спроектированные при помощи инструментов Autodesk Inventor элементы трубопроводов систем, находящихся в помещениях машинных отделений. Во время моделирования систем средствами Autodesk Inventor были выявлены и исправлены пересечения элементов трубопроводов (анализ и исправление коллизий), которые возникли при проектировании данных систем в "плоских" чертежах созданных в системе Autodesk AutoCAD, что ускорило согласование со смежными отделами и выпуск РКД по данным системам.

В настоящее время ведутся работы по отладке механизма процесса выпуска рабочей документации с использованием инструментов Autodesk Inventor. На основе макета идет выпуск чертежей общего расположения по машинным отделениям, с последующей их трансляцией в Autodesk AutoCAD для дальнейшего оформления.

Рисунок 3.1. Элементы водоотливной системы

Рисунок 3.2. Элементы топливоперекачивающей системы

В данное время ведутся работы по созданию 3D-моделей машинных отделений по новым заказам для ВМФ РФ, расширение и упорядочивание существующей базы 3D-моделей, которая будет использоваться при новом проектировании и дальнейшей отработки процедур обмена данными между САПР Autodesk Inventor и Tribon.

Таким образом, Autodesk Inventor зарекомендовал себя с лучшей стороны. Перечислим ряд положительных моментов при использовании Autodesk Inventor в процессе разработки РКД:

  • уменьшение сроков выпуска и согласования РКД;
  • возможность создания эксплуатационной документации верхних уровней;
  • большой выбор инструментов применимых для судостроительной отрасли;
  • легкий переход пользователей, использующих для проектирования Autocad, в среду проектирования Autodesk Inventor (родственный интерфейс, мощная система интерактивной помощи и поддержки);
  • широкие возможности импорта-экспорта из других САПР;
  • гибкая ценовая политика (на данный момент стоимость пакета программ Autodesk Inventor Series составляет 111 тыс. рублей, включая годовую подписку на обновления);

В рамках программы сотрудничества Бюро ESG и ФГУП ЦМКБ "Алмаз" было принято решение о приобретении официальных лицензий и установки их в 31 отделе, заключен договор на обучение и поддержку пользователей на всех этапах работ. Надеемся, что положительный опыт в проведении данных работ послужит отправной точкой в дальнейшем использовании Autodesk Inventor в ЦМКБ "Алмаз".

В заключение хочется подчеркнуть, что внедрения и пилотные проекты осуществлялись совместными усилиями специалистов Бюро ESG и предприятия ФГУП ЦМКБ "Алмаз"

Руководителями и исполнителями проведенных работ от предприятий были:

от ФГУП ЦМКБ "Алмаз":
Заместитель Генерального директора - Генерального конструктора
     Бройдо Марк Давыдович;
Начальник 31 отдела (отдел ГЭУ и систем, обслуживающих ГЭУ)
     Голубев Константин Геннадьевич;
Начальник 22 отдела (отдел внедрения САПР Tribon)
     Карпов Алексей Анатольевич;
Инженер-конструктор I категории (31 отдел)
     Маков Евгений Владимирович;
Инженер-конструктор II категории (31 отдел)
     Нортов Александр Александрович

От Бюро "ЕСГ":
Руководитель отдела САПР
     Шептунов Игорь Вячеславович

Журнал "САПР и графика" №11'2006



в начало страницы
  обратная связь