في هذه الحالة سنتحدث عن أحد مشاريع شركة Laduga.
Laduga هي شركة روسية لهندسة السيارات تعمل على تطوير المكونات والأنظمة الإلكترونية والميكانيكية للمركبات. تعمل مع شركات سيارات محلية وأجنبية - Daimler و General Motors و Audi و Opel و AVTOVAZ و KAMAZ و ROSTELMASH و UAZ وعدد من الشركات الأخرى.
بالطبع ، CATIA ليست حزمة البرامج الوحيدة التي تستخدمها الشركة. يعمل مهندسوها مع حزم CAD (NX) وحزم CAE (PRADIS و LS-Dyna و Ansa و Ansys و Ansys CFX و Fluent و Ansa و Salome و Code-Aster و OpenFoam). ومع ذلك ، تلعب CATIA دورًا رئيسيًا في مشاريع التصميم والتصميم الفعلي والتحسين وفقًا لمعايير ومتطلبات السيارة.
على سبيل المثال ، كيف تصمم التفاصيل الداخلية لسيارة ركاب ، أسطحها الخارجية - المصدات ، المصد ، أي الجزء الخارجي من السيارة؟ لا يمكنك الاستغناء عن CAD الجاد. تعتبر أجزاء المحرك أو عناصر النقل صعبة أيضًا.
مهمة صعبة
في المشروع الموصوف ، واجه مهندسو التصميم مهمة تطوير وحدة سحب لمحرك سيارة ركاب. فيما يتعلق بإطلاق شركة صناعة السيارات لخط جديد من سيارات الركاب ، فقد تقرر تثبيت محرك جديد عليها. كما يحدث غالبًا ، تم تطوير نموذج محرك جديد من خلال تحديث المحرك القديم: تم تغيير بعض المكونات وإضافتها.
على وجه الخصوص ، نظرًا لأن المحرك الجديد يجب أن يتمتع بقوة أكبر وإزاحة أكبر ، كان من الضروري تعديل وحدة السحب.
مجموعة أدوات المصمم
يتيح لك برنامج CATIA V5 تطوير نماذج ثلاثية الأبعاد للمنتجات ، والرسومات الترابطية للأجزاء ووحدات التجميع ، ويدعم العمل مع التجميعات الكبيرة ، والروابط الترابطية بين نموذج ثلاثي الأبعاد وإسقاطاته في الرسومات ، ويتضمن أدوات لنمذجة السطح والعمل مع التخطيط الرقمي (DMU).
"يتيح لنا برنامج CATIA V5 الذي نستخدمه إنشاء أجزاء من الأشكال المعقدة ، ويدعم تحديد المعايير ، ومن السهل جدًا تعديل هندسة المنتج ، على سبيل المثال ، لتغيير المعلمات الهندسية الرئيسية. يتمتع مهندسونا بالفعل بخبرة في استخدام منتج البرنامج هذا في صناعة السيارات. وقد حدد هذا إلى حد كبير اختياره "، - يقول فاليري أوفشينيكوف ، المدير العام لشركة Laduga LLC.
تقسيم العمل
يعد مشروع مشعب السحب (وحدة السحب) لمحرك سيارة ركاب من أكبر المشاريع وأطولها في الشركة. تم تنفيذه من يوليو 2013 إلى سبتمبر 2015. قام متخصصون في شركة Laduga بتصميم وإعداد وثائق التصميم ، ويشارك شريكها الصناعي بشكل مباشر في تصنيع المنتج وتسليمه إلى الناقل. عمل المصممون وفريق حساب Laduga في المشروع.
هناك العديد من المتطلبات لتصميم المنتج. يجب تثبيت الوحدة بسرعة وسهولة على الناقل ، فأنت بحاجة إلى وصول سهل إلى شمعات الإشعال والقدرة على قياس مستوى الزيت بسهولة. لتقييم استيفاء هذه المتطلبات ، تم استخدام التحليل الحركي للنموذج. تم تنفيذ التصميم الفعلي للمنتج في حزمة CATIA V5. كما أعدت وثائق التصميم.
العديد من المشاريع المماثلة لشركة Ladugaيتم تنفيذها في CATIA V5. تدوم من شهر أو أكثر ، حسب مرحلة مشروع السيارة. يمكن تنفيذ مشاريع أخرى ، مثل تلك المتعلقة بالإلكترونيات ، مع حزم برامج أخرى بناءً على متطلبات العملاء. يتم تنفيذ عملية التصميم نفسها بشكل مشترك من قبل المصممين والتقنيين والآلات الحاسبة. يتم إجراء الحسابات في Laduga في حزم CAE منفصلة ، بما في ذلك تلك التي طورتها الشركة نفسها.
يعمل بعض المصممين مع مهام نمذجة السطح المعقدة ، بينما يتعامل الآخرون فقط مع تجميع النماذج أو التخطيط أو إنتاج الرسم - لديهم أماكن عمل أبسط. يتطلب منتج مثل CATIA مهندسًا ماهرًا للغاية ، خاصة عند التعامل مع الأسطح الصعبة. لذلك ، لدى الشركة مجموعة منفصلة من المصممين الذين يتعاملون مع مثل هذه المهام.
من النموذج الأولي إلى المنتج
بطبيعة الحال ، فإن وحدة الاستيعاب تدور في المقام الأول حول الديناميكا الهوائية. وتتمثل مهمتها في ملء اسطوانات المحرك بالهواء قدر الإمكان. في غضون شهرين ، مر المصممون والمهندسون بالعديد من الحلول.
نظرنا في خيارات علبة من وحدة مع إضافية من خلال الآبار للتحكم في تدفقات الهواء والأضلاع الداخلية والأشكال المختلفة للقنوات (العدائين). كل هذا تم حسابه للتحقق من متطلبات الديناميكا الهوائية والصوتيات. كانت المعايير الرئيسية للديناميكا الهوائية هي أقصى تعبئة للأسطوانات والتوزيع المنتظم للهواء فوق الأسطوانات. وتقييم مستوى الضوضاء مهم بشكل خاص لأن الغلاف البلاستيكي للوحدة يكون ناعمًا مقارنة بوحدة الألومنيوم التقليدية.
بناءً على نتائج التصميم ، يتم تصنيع نموذج أولي للمنتج. تعمل وحدة السحب في حجرة المحرك في ظل ظروف صعبة. الطباعة ثلاثية الأبعاد القياسية في عام 2013 ، للأسف ، أنتجت أجزاء هشة للغاية لا يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية أو الأحمال الثقيلة. لذلك ، كانت تقنية النماذج الأولية الرئيسية هنا هي الصب في قوالب السيليكون.
منتج تسلسلي - مصنوع من مادة البولي أميد المملوءة بالزجاج. إنها مادة شديدة الصلابة تلبي متطلبات الضوضاء والاهتزاز. يمكن أن تعمل في ظروف قاسية مع مستويات اهتزاز عالية ودرجات حرارة تزيد عن 120 درجة مئوية - نفس ظروف التشغيل في الجزء العلوي من المحرك تحت غطاء المحرك.
بشكل عام ، يتم تنظيم عملية النماذج الأولية على النحو التالي. عادةً ما يكون النموذج الأولي وظيفيًا: يتم فحص المتطلبات الوظيفية ونفس الديناميكا الهوائية والضوضاء عليه. في الوقت نفسه ، لا يتم بالضرورة الحفاظ على معلمات سمك الجسم ، وقد تكون مادته مختلفة ، والشيء الرئيسي هو أن الجزء يقاوم هذه الاختبارات.
بعد الاختبارات الوظيفية ، يتم إنتاج النموذج الأولي التالي ، والذي هو بالفعل أقرب إلى الإصدار النهائي. إنه مصنوع بالضرورة من مادة أساسية للتأكد من أن المنتج يلبي جميع المتطلبات التكنولوجية والوظيفية المستهدفة.
كل هذه كانت اختبارات مقاعد البدلاء للمحرك. والآن حان الوقت لاختبار تصميمنا على سيارة. وليس واحد فقط! يُطلب من المختبرين تقديم 20-30 نسخة من النماذج الأولية.
الطباعة ثلاثية الأبعاد في هذه الحالة ليست دائمًا مجدية اقتصاديًا ، ويأتي دور الصب في قوالب السيليكون مرة أخرى. جوهر التكنولوجيا هو كما يلي: باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، نحصل على نموذج رئيسي ، بناءً عليه نحصل على قالب سيليكون. سيتحمل هذا النموذج إنتاج حوالي 30 نسخة (لأجزاء أبسط ، المزيد ممكن).
وبعد ذلك ستنتشر السيارات التي تحتوي على نماذج أولية للوحدة في جميع أركان سوق المبيعات المستقبلية. السهول والجبال ذات الأجواء الخلابة والصحاري الحارة والجافة والرطوبة العالية والشتاء والصيف - في هذه الظروف ، يقوم المختبرون ، جنبًا إلى جنب مع مهندسي الإلكترونيات ، بمعايرة المحرك لنظام سحب جديد.
بعد الاختبارات الناجحة ، تنتقل المراحل التالية: إنتاج الأدوات التسلسلية ، والتفتيش النهائي للمنتجات المصنعة عليها ، واستلام المورد الموافقة على تصنيع وتسليم هذا الجزء إلى الناقل ، ونتيجة لذلك ، بدء الإنتاج التسلسلي للقطعة.
في وقت قصير
وماذا عن التوقيت؟
"كان لدينا شهرين لتأكيد المفهوم المعتمد. إذا لم نتلق خلال هذا الوقت استيفاء المتطلبات المستهدفة ، فستتغير جميع معالم مشروع السيارات. كان الوضع حرجًا ، لأنه عادة ما يكون من المستحيل تنفيذ مثل هذا المشروع في غضون شهرين ، "يقول فاليري أوفتشينيكوف. "كان من الضروري إنشاء نموذج أولي وإظهار أنه يمكن تحقيق المواصفات المحددة."
بدأ العمل في يونيو ، وفي سبتمبر كان على الشركة تسليم النموذج الأولي للاختبار. في الأساس ، شارك المهندسون في تحسين ما يسمى بـ "البنوك" في وحدة الاستيعاب. لم ينجحوا لمدة شهر ونصف أو شهرين ، لكنهم تمكنوا بعد ذلك من إيجاد حل أصلي أظهر أفضل النتائج.
النمذجة ثلاثية الأبعاد وإعداد الوثائق
بمساعدة النمذجة ثلاثية الأبعاد ، حلل المصممون اتجاه تدفق الهواء ، وتوحيد ملء الأسطوانات ، وإذا لزم الأمر ، قاموا على الفور بتغيير شكل "العلبة" الخاصة بوحدة السحب. اتضح أنه كان من الممكن ليس فقط تلبية متطلبات المهمة الفنية ، ولكن أيضًا تجاوزها. حسنت وحدة السحب الجديدة أداء المحرك ، وقدمت قوة وعزم دوران أعلى من أي وقت مضى. أدى هذا إلى زيادة الكفاءة. في سبتمبر وأكتوبر ، بدأت الاختبارات ، والتي أكدت نتائج الاختبارات الافتراضية ، ثم بدأ متخصصو Laduga في تصميم الهيكل من البلاستيك.
« , — . , — . — , , , ».
يتم تقديم وثائق التصميم أيضًا إلى المقاولين بتنسيق CATIA. من الممكن إجراء تغييرات في التصميم طوال المشروع ، حتى بعد بدء الإنتاج التسلسلي ، ووفقًا للعقد ، توفر الشركة الهندسة لعدة أشهر بعد بدء المبيعات. في بعض الأحيان ، في التفاصيل ، هناك حاجة إلى تحسينات ، وتغييرات في المعدات ، وهذا تغيير في وثائق التصميم.
تم تبسيط هذه المهمة بشكل كبير من خلال دعم الارتباط في CATIA. عند تحديث النموذج ثلاثي الأبعاد ، يتم تحديث الرسومات تلقائيًا بأقل قدر من المراجعات اليدوية.
عدم اختبار وإصلاح الخلل
في نهاية الحسابات الرقمية ، يتم التحقق من النتائج دائمًا عن طريق الاختبارات. على النموذج الأولي المصنوع لوحدة السحب ، تم إجراء اختبارات لتشغيل المحرك في أوضاع مختلفة.
« , : , — . — . : «» ».
القوة غير الكافية لمواد النموذج الأولي (هذه ليست المادة الرئيسية في هذه المرحلة من المشروع) وأدت طرق اختبار البحث المختلفة إلى تدمير الهيكل.
كانت هناك حاجة إلى زيادة قوة وصلابة وحدة السحب. لهذا ، تم إجراء حسابات متكررة مطولة للقوة والصوتيات والاهتزاز أثناء التحسين. والنتيجة هي بنية معقدة متعددة الحواف. بناءً على نتائج حسابات القوة والصلابة ، حصل المهندسون على صورة لتوزيع الإجهاد ، بناءً على التحليل الذي تمت إضافة أدوات التقوية إلى الهيكل. تم تكرار الحسابات مرارًا وتكرارًا حتى لا تتراكم الكتلة غير الضرورية ولتحقيق النتائج المطلوبة.
بعد ذلك ، تم اختبار النماذج الأولية النهائية بنجاح. ثم "ذهب إلى العمل" المنتج. تم وضع التصميم المقترح لوحدة السحب قيد الإنتاج ويستخدم في السيارات حتى يومنا هذا.
خطط جديدة
تعمل شركة صناعة السيارات الآن على إنشاء محرك من الجيل الثاني سيتم تزويده بوحدة سحب جديدة. شركة "Laduga" تصمم هذا المنتج الجديد كما يستخدم برنامج CATIA .
بدون هذا البرنامج ، سيكون العمل ببساطة مستحيلاً. إنه يدعم تصميم الأسطح المعقدة ، وهذه الوظيفة ببساطة غير متوفرة في المنتجات ذات المستوى الأدنى ، "كما يقول فاليري أوفتشينيكوف. - لكن بصرف النظر عن قدرات البرنامج ، فإن كفاءة المهندس نفسه مطلوبة. يجب أن يكون قادرًا على استخدام هذه الوظائف المعقدة ، والعمل مع هذه الأسطح ، و "حديدها".
صعوبات الانتقال
الآن إحدى المهام الرئيسية للشركة هي الانتقال إلى الإصدار 6. CATIA وسوف تشارك في مشاريع جديدة. مثل هذا الانتقال هو التعقيدات الإضافية لتبادل الملفات ، وإتقان المنتج ، ودمجه ، وأخيراً التعلم فقط.
« , . — 6- PLM. , , . . CATIA , 3D- . ECAD . . — . ».
"مع طرح CATIA V6 ، جنبًا إلى جنب مع حقيقة أننا نستخدم الكثير من البرامج المختلفة ، ظهرت مشكلة تصدير البيانات واستيرادها. هذا يتطلب استخدام الإضافات والمحولات الإضافية. فشل التكامل السلس. لكن ، في النهاية ، سيتم حل هذه المشكلة أيضًا ، "فاليري أوفشينيكوف متأكد.
"حتى المصممين الرائدين يستخدمون وظائف CATIA بما لا يزيد عن 20٪ بسبب حقيقة أن العديد من الميزات قد تم تطويرها في السنوات الأخيرة" ، كما يقول. - كيفية إتقان هذه الوظيفة أو تلك ، ومدى فائدتها بالنسبة لنا هو سؤال منهجي ، وما زلنا نتعلم هذا. مطلوب تطوير منهجية تصميم باستخدام الوظيفة الجديدة. "
« Dassault Systemes – « ». , CATIA 3DExperience», — .