Планирование производства средствами Factory Design Suite
Моделирование и визуализация цеха по производству металлорежущего инструмента
О проекте
Перед специалистами компании «Нью Лайн Инжиниринг» стояла задача смоделировать цех по производству металлорежущего инструмента с нанесением износостойких покрытий. Технологическая концепция цеха была выполнена на базе аналогов, разработанных в Швейцарии, но для того, чтобы российское производство получило под проект финансирование, нужно было подготовить более детальный отчет, включающий экономический анализ, расчет производительности, описание участков и размещенного на них оборудования, расходных материалов и объема отходов, сделать качественные планировки и трехмерную модель. Качественная визуализация была одним из главных требований. Использовавшееся в компании ПО не обладало достаточным набором инструментов для быстрого решения этой задачи. «Теоретически разработать качественную модель и ее визуализацию можно было и в старом ПО, — рассказывает Илья Соломыкин, инженер проектов компании «Нью Лайн Инжиниринг», — однако, по предварительным подсчетам, на достижение нужного качества ушло бы 4-5 месяцев, что не отвечало требованиям заказчика. Поскольку вопрос о переходе на новое ПО в компании к тому времени уже назрел, возникла идея осуществить его именно в рамках задачи по проектированию цеха.
Задача
По результатам консультаций с компанией CSoft — системным интегратором и давним партнером компании, было решено для выполнения этого и последующих проектов приобрести Программный комплекс Autodesk Factory Design Suite. Его возможности наиболее полно отвечали требованиям проекта. «Понравилось, что мы получали большую базу моделей оборудования и его элементов, — говорит Илья Соломыкин. — Она позволяет значительно сокращать временные затраты на проектирование оборудования. Раньше мне приходилось выискивать в Интернете чертежи, типоразмеры оборудования и другие данные, а в Autudesk Inventor я беру готовую модель, выбираю размер и получаю то, что мне нужно». Наличие в Программном комплексе 3ds Max также повлияло на выбор, так как компании часто приходится готовить красочные презентации проектов для выставок и конференций. Продукт предстояло использовать и в работе над проектом цеха по производству металлорежущего инструмента: «Перед нами стояла задача построить качественную трехмерную модель производства, — говорит Илья Соломыкин, — со стеллажами, тележками, как можно более детально прорисованную».
«Благодаря внедрению Программного комплекса Factory Design Suite почти втрое сократились сроки моделирования, существенно повысилось качество прорисовки моделей, процесс моделирования стал гибким — появилась возможность получать несколько вариантов планировки в сжатые сроки».
Кроме того, компанией Autodesk было анонсировано добавление в Factory Design Suite модуля Autodesk Process SIM 360 — имитационного моделирования производств.
«Эта программа появилась в версии Factory Design Suite 2014, и мы возлагаем на нее большие надежды, — говорит Илья Соломыкин. — В ней можно задать желаемую производительность, алгоритм производства и несколькими нажатиями клавиш посмотреть, какие могут в связи с этим возникнуть проблемы, как менять в соответствии с нашими планами оборудование, получится ли добавить в имеющуюся конфигурацию производства какой-либо станок. Можно провести анализ работы цеха с учетом разных сценариев развития предприятия и спланировать таким образом работу на три, четыре года вперед».
Решение
Компания CSoft, первый Platinum-партнер Autodesk в России, провела обучение сотрудников «Нью Лайн Инжиниринг» работе с Программным комплексом. Поскольку у многих из них уже был некоторый опыт работы с Inventor, в основном обучение касалось возможностей 3ds Max и проходило в течение недели с отрывом от производства. Также сотрудники компании самостоятельно совершенствовали свои знания Autodesk Inventor: «Работе с базой моделей Inventor, — рассказывает Илья Соломыкин, — я обучился самостоятельно с помощью двух видеороликов на сайте Autodesk, это для меня не составило труда». Работа над проектом цеха была организована в несколько этапов:
- знакомство с производственным помещением и технологическим оборудованием;
- моделирование оборудования;
- создание трехмерной модели цеха;
- создание планировки цеха, визуализация работы.
При моделировании оборудования сначала изучались модификации станков одного типа и их различия, а затем в программной среде Inventor прорисовывалась 3D-модель.
В процессе создания моделей использовались стандартные элементы из библиотеки комплекса: пульты управления, пылеуловители, инженерные коммуникации и т.д.
«C помощью Autodesk Inventor можно получать модели оборудования, максимально похожие на реальные».
«Какие-то модели мы брали из архива и модифицировали, — рассказывает Илья Соломыкин, — какие-то строили с нуля, но с применением стандартных компонентов из базы Inventor. Стоит отметить, что при моделировании мы часто пользуемся онлайновыми библиотеками, откуда берем похожие модели и доводим их. Предыдущее ПО работало не со всеми форматами, с Inventor такой проблемы не было. Он хорошо понимает объекты, создает правильное дерево построения, с его помощью можно было получать модели оборудования, максимально похожие на реальные». Данные, полученные по результатам анализа модификаций станка, использовались для параметризации трехмерной модели (задавались типоразмеры и зависимости размеров элементов станка от этих типоразмеров, а также наличие или отсутствие тех или иных модулей). Полученная модель публиковалась в пользовательской библиотеке компонентов, что позволяло быстро и удобно применять ее при создании модели цеха с возможностью выбора типоразмера и модификации. На этапе создания трехмерной модели совместно использовались библиотека стандартных элементов и библиотека созданных пользовательских компонентов. Для сокращения сроков проектирования и меньшей загруженности компьютерных ресурсов использовалась возможность создать двумерную планировку в AutoCAD 2013 — с последующей синхронизацией с Autodesk Inventor 2013 и автоматическим построением 3D-модели. Для визуализации работы цеха применялось программное обеспечение Autodesk 3ds Max. Работу над визуализацией существенно упростил импорт модели цеха, созданной в Inventor, так как эта модель воспринималась как объединенная группа объектов, а каждый объект в этой группе (единица оборудования) — как группа подобъектов, что сделало возможной визуализацию работы отдельных модулей.
Результат
Благодаря внедрению Программного комплекса Factory Design Suite почти втрое сократились сроки моделирования (весь проект занял два месяца), существенно повысилось качество прорисовки моделей, процесс моделирования стал гибким (появилась возможность получать несколько вариантов планировки в сжатые сроки). Таких результатов удалось добиться благодаря специализированным модулям Комплекса — приложениям Factory Design для Inventor и AutoCAD. Они обладают широкими возможностями, среди которых построение планировок в 2D-формате с последующей синхронизацией и конвертацией в 3D-модель, разработка компоновок оборудования с возможностью их параметризации, наличие встроенной базы стандартных элементов (технологическое и транспортировочное оборудование, архитектурные элементы) и многие другие. Успешное внедрение программных средств Autodesk Factory Design Suite и выбор опытного партнера позволили компании «Нью Лайн Инжиниринг» не только сдать проект в срок, но и получить конкурентные преимущества в своей сфере деятельности:
- значительно ускорилось проектирование;
- высокое качество прорисовки позволяет избегать ошибок, в том числе тех, которые обнаруживаются уже на этапе работы производства и несут значительные финансовые риски;
- возможности 3ds Max позволяют достичь максимального качества визуализации презентационных материалов, в том числе видео, что играет важную роль в маркетинге, особенно на выставках.
Компания продолжает активно использовать Программный комплекс в своей работе и добивается еще большего ускорения работы. «Первый проект все-таки не так показателен, так как приходилось учиться, — рассказывает Илья Соломыкин. — Сейчас все идет быстрее. Например, для того же заказчика мы делали предварительную компоновку производства, которое в 6 раз больше этого цеха по площади. Она заняла всего две недели».