«ПОИНТ» — официальный дистрибьютор Autodesk в России +7 (495) 781-54-81 point@pointcad.ru
Задать вопрос специалисту Приобрести подписку
на продукт Autodesk

Изобретение велосипеда: как Fusion 360 помог киевской службе доставки стать производителем электробайков

Delfast Приборостроение, электроника, робототехника

Трансформация компании

Киевская компания Delfast была создана как служба экспресс-доставки. И одной из ключевых задач её основателей был поиск оптимального транспортного средства, которое позволило бы курьерам доставлять небольшие посылки по городу в течение часа. Подходящими показались всего два варианта: мотоциклы и велосипеды. Но первые были достаточно дорогими, а вторые требовали от курьеров хорошей физической формы – не все могут крутить педали целый день. Так родилась идея оснастить команду доставки электрическими велосипедами, что стало первым шагом Delfast на пути превращения в производителя ультрасовременных электробайков.

Сделай сам

Попытка найти на рынке достойные модели электрических велосипедов не увенчалась успехом. Их технические характеристики, заявленные производителями, не всегда соответствовали действительности. Велосипеды, работающие на свинцово-кислотных аккумуляторах, имели запас хода всего 25-30 километров на одной зарядке вместо заявленных 80. Кроме этого велосипеды легко ломались, и рамы были самой хрупкой их частью.

fusion360 fusion360

Вместо того, чтобы бороться с поставщиками, в Delfast решили разработать свои собственные велосипедные рамы, исправив основные ошибки. При этом дизайнеры создали не только раму, но и совершенно новую модель электробайка, которая по своим возможностям значительно превзошла существующие на рынке аналоги. Даже в первой итерации байк достигал стабильной скорости 45 км/ч и позволял проехать до 120 км на одной зарядке аккумулятора. Модель сразу же стала фаворитом покупателей, положив начало собственному производству электрических велосипедов.

Сергей Гончаров, инженер-технолог Delfast: «Электровелосипед – это, по сути, компьютер на колесах. Такой вид транспорта идеально вписывается в инфраструктуру современной цифровой экономики».

Создание прототипа

«Миллионы автомобилей перевозят миллионы литров бензина «на всякий случай». Электрический транспорт больше похож на «батарейку в себе» – движение электронов заставляет работать двигатель, – говорит Сергей Гончаров. – Маршруты и скорости легко программируются и могут на 100% контролироваться любой цифровой сетью. Программное обеспечение контроллера – самая сложная часть процесса производства электровелосипеда. От него зависит, насколько «умным» будет этот «смартфон на колесах».  

Для создания прототипа компания Delfast собрала собственную конструкторскую группу и наняла лучших инженеров-электриков. Сначала команда работала в Solidworks, но очень быстро перешла на использование Autodesk Fusion 360, так как он позволяет одновременно работать над несколькими задачами в общей виртуальной среде. Одна группа специалистов создавала электрические схемы, другая – занималась контроллерами, третья – работала над электродвигателем, четвертая – рассчитывала, как электрические компоненты повлияют на подвеску, и так далее. «В Solidworks есть функции, которые могут решить эти проблемы, – говорит Сергей Гончаров. – Но его инструментарий избыточен, он больше подходит для массового производства и больших конструкторских групп. А Fusion 360 прост в освоении и позволяет нам сосредоточить почти все этапы создания модели в одном окне». В 2019 году компания Delfast внедрила процесс проектирования и анализа в Autodesk Fusion 360, и уже к концу 2020 года с его помощью были созданы шесть итераций электрических велосипедов.

Работа в облаке

Команда разработчиков Delfast имеет широкую географию. Она включает в себя как украинских инженеров, так и специалистов по электронным контроллерам и приглашенных промышленных дизайнеров из Германии. Fusion 360 предоставляет общую облачную среду для совместной работы всех участников группы. Специалисты в Германии создают модели, которые затем могут быть изменены проектировщиками в Киеве. При этом доступ к модели можно получить как из приложения, установленного на компьютере, так и через веб-браузер.

Autodesk Fusion 360 позволил Delfast практически исключить этап создания прототипов благодаря возможностям инструментов для инженерного анализа. Ранее поиск и создание деталей занимали много времени, так как во время испытаний они часто ломались или перегорали. Теперь каждую деталь можно было спроектировать и протестировать в виртуальном пространстве, а также, при необходимости, напечатать на 3D-принтере. Fusion 360 позволяет проектировать матричные формы, а затем сразу передавать их на фрезерный станок для вырезания из пенопласта, МДФ и других материалов.

Fusion делает подготовку к 3D-печати быстрой и простой. Например, небольшое изменение дизайна пластиковой детали может быть выполнено примерно за четыре часа. Только представьте, в 14:00 специалисты настраивают параметры печати, к 18:00 3D-печать завершается, а утром следующего дня деталь уже устанавливают на электровелосипед, после чего он готов к работе.

Delfast использует 3D-печать не только для создания прототипов. В ближайшем будущем компания планирует создать небольшие производственные линии для изготовления пластиковых деталей велосипедов. Это будет значительно дешевле, чем фрезеровать или заказывать их у сторонних производителей.

Цифровой инженерный анализ: экономия и надежность

Fusion 360 позволяет быстро провести виртуальные испытания и, при необходимости, оперативно внести в модель изменения. Компания Delfast использует симуляции для анализа механических решений, тепловых нагрузок и компоновки электроники. «Нам никак не удавалось решить одну проблему с помощью полевых испытаний, – вспоминает Сергей Гончаров. – В одной модели электровелосипеда подвеска постоянно ломала раму. Мы создали 3D-симуляцию упругого элемента во Fusion 360, меняя нагрузку и угол установки. Стало ясно, что раньше рама плотно зажимала амортизатор, заставляя его действовать как рычаг, тогда как он должен был свободно вращаться».

fusion360

Статические и динамические нагрузки на крепления подвески – седло и багажник – также моделируются в виртуальном пространстве. Обычно специалист устанавливает симуляцию для 60 000 циклов использования с нагрузкой 120 килограммов (водитель, пассажир и посылка). «Поначалу наши специалисты не совсем доверяли виртуальным испытаниям и изготавливали физические образцы на основе 3D-моделей, – говорит Сергей Гончаров. – Например, они создавали багажник и заставляли курьера на него садиться. Но поскольку багажник почти всегда выдерживал нагрузку, мы поняли, что точность виртуальных симуляций составляет более 80%, и решили отказаться от физических испытаний».

В три раза быстрее

В целом, после перехода на Autodesk Fusion 360 цикл разработки и производства электровелосипеда сократился с одного года до трех месяцев. Нынешние модели Delfast развивают скорость до 80 км/час, весят 60 кг и проезжают 250 км на одном заряде аккумулятора.

fusion360

Чтобы обеспечить безопасность на таких высоких скоростях, велосипеды сертифицированы по стандартам ООН, оснащены качественными тормозами и утвержденными индикаторами. Безопасность транспортного средства также проверяется с помощью симуляций во Fusion360. Например, программное обеспечение может имитировать работу велосипеда на сухой дороге при определенных параметрах, таких как вес, тип двигателя, крутящий момент, тип шин и скорость. На основе такого детального моделирования программа точно рассчитывает необходимое тормозное усилие.  

Обратная связь как толчок к развитию

Delfast чутко реагирует на запросы аудитории и тенденции рынка. Рендеры, созданные во Fusion 360, позволяют компании продвигать свою продукцию в социальных сетях и эффективно собирать отзывы клиентов для улучшения каждой модели. Например, все больше пользователей стали сообщать, что ездят на велосипедах Delfast по бездорожью. Для внедорожных характеристик высокий крутящий момент важнее скорости, и этот вопрос был решен в одной из следующих моделей. Также стало ясно, что пользователи, как правило, не крутят педали при использовании электровелосипедов, а это значит, что части, не входящие в трансмиссию, подвержены ржавчине и разрушению. Эта проблема также была учтена – вместо цепного привода в новой модели используется ремень Carbon Dry.

Основной целью Delfast в будущем является увеличение дальности хода, мощности и скорости электробайков. Для оптимизации производительности двигателя и батареи специалисты по-прежнему планируют использовать возможности 360 Fusion.

О компании

Компания DELFAST существует уже несколько лет и предлагает услуги экспресс доставки товаров, грузов, корреспонденции с помощью курьеров, разъезжающих на электрических велосипедах. Сегодня в парке компании около 75 электрических велосипедов; компания работает уже в трех странах: Украина, Польша, Казахстан. Именно рабочий процесс и привел к тому, что компания DELFAST начала разрабатывать свой электрический велосипед.