Информационные технологии в машиностроении. Лекция №1. Введение в информационные технологии в машиностроении

1.

Информационные
технологии в
машиностроении
Ст. преп. каф ТМС Линовский
Александр Валерьевич

2.

Лекция 1
Введение в информационные технологии в
машиностроении

3.

Содержание лекции
1. Цели и задачи курса
2. Основы проектирования
3. Новая парадигма цифрового проектирования и
цифровые двойники

4.

Цели и задачи курса
В результате освоения дисциплины
«Информационные технологии в
машиностроении» должны быть сформированы
следующие компетенции:
ОПК-3 способность использовать современные
информационные технологии, прикладные
программные средства при решении задач
профессиональной деятельности

5.

Состав курса
• Лекции 18 часов
• ЛР 36 часов
• Домашнее задание
• Аттестация - дифференцированный зачет

6.

Основы проектирования
Основная задача современной промышленности – создание
глобально конкурентоспособной и востребованной продукции нового
поколения в кратчайшие сроки. Для успешного решения этой задачи
необходимо, в свою очередь, постоянно и эффективно решать
следующие актуальные задачи: генерация, применение, накопление и
трансфер новых знаний, создание и развитие наукоемких технологий с
последующим объединением их в технологические цепочки,
разработка наукоемких инноваций и создание современных
наукоемких производств (“цифровых” / “умных” производств).

7.

Основы проектирования
Проектирование – в широком смысле процесс создания проекта,
комплекса информации, описывающей прообраз предполагаемого или
возможного объекта либо процесса.
Проектирование в технике – комплекс мероприятий,
обеспечивающих поиск технических решений, удовлетворяющих
заданным требованиям, их оптимизацию и реализацию в виде
комплекта конструкторских документов и опытного образца,
подвергаемого циклу испытаний на соответствие требованиям
технического задания.

8.

Диаграмма Ганта

9.

Любая ошибка на старте (верхний левый угол) – трагична
Чем раньше совершена ошибка, тем выше стоимость последствий

10.

Цена ошибки
$1 – концептуальное проектирование;
$10 – конструкторская проработка изделия;
$100 – изготовление макета изделия;
$1 000 – проектирование технологической оснастки;
$10 000 – изготовление оснастки;
$100 000 – выпуск опытной серии;
$1 000 000 – серийное производство.

11.

• Все изменения
должны быть на
первых этапах
(дешевле)
• Результат ошибок на
поздних этапах

12.

Все мои сыновья (англ. All My
Sons) Артура Миллера

13.

Революция в технологиях внедрение САПР

14.

Было

15.

Стало

16.

«Безбумажные» проекты
Boeing 777 стал первым
коммерческим авиалайнером,
на 100 % разработанным на
компьютерах.
Из других машин без бумаги
были спроектированы:
● вертолет Bell 427;
● Ford Mondeo
В России: истребитель
поколения 4++ Су-35 и
гражданский лайнер SSJ100
(оба созданы ОКБ Сухого). (с
начала 2000-х)

17.

Индустрия 4.0

18.

Четвёртая промышленная революция (англ. The Fourth Industrial
Revolution) – прогнозируемое событие, массовое внедрение
киберфизических систем в производство (индустрия 4.0)[1] и
обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд и досуг.
Индустрия 4.0 / Industry 4.0:
• аналитика и оркестровка;
• компьютерное зрение;
• Робототехника;
• AR (Технология дополненной реальности (AR – augmented reality));
• дизайн и прототипирование.

19.

Актуальным становятся исследования в области создания
«Цифровых двойников» (Digital Twin) – цифровых моделей
физического объекта или процесса в реальном времени, которые
используются в процессах оптимизации производства

20.

1) Цифровой двойник – это моделирование
производственной системы на основе
имитационных правил в рамках прогнозирования
и планирования производства [2];
2) Цифровой двойник – это цифровая
динамическая модель в виртуальном мире,
полностью соответствующая ее физическому
объекту в реальном мире, с возможностью
имитации его характеристик, поведения,
жизненного цикла и производительности [4].

21.

22.

Условно используемые при создании «Цифровых
двойников» технологии можно разделить на три
группы:
1) Симуляция процессов, имитационное
моделирование (FlexSim, Simulia, ANFIS).
2) Графическое и 3D моделирование (SolidWorks,
Unity3D, AutoCAD).
3) Сбор и обмен данными (SysML, AML,
SCADA).

23.

Перспективы ЦД

24.

Доводка изделий, испытания,
важность ЦД

25.

https://www.youtube.com/watch?v=bvim4rsN
HkQ&feature=emb_logo

26.

27.

Автопром – единственная высокотехнологичная
отрасль, где время проектирования снижается.
Вторая по рынку отрасль, много игроков с
высокой конкуренцией, развитый реверсивный
инжиниринг

28.

29.

• Краш-тест на цифровом двойнике –
погрешность не более 5%. Сравнение по данным
с 500 датчиков, передовые на данный момент
технологии.

30.

Мировые рынки
BAE Systems, BMW, Boeing, Daimler / Mercedes, EADS,
Exxon, Ford Motor Company, General Dynamics, General
Electric, General Motors, Hitachi, Honda, Hyundai Group, LG
Electronics, Lockheed Martin, Mitsubishi Group, NASA,
Nissan Group, Northrop Grumman, Samsung Group,
Schlumberger, Siemens, Shell, Toyota Group, Volkswagen
Group, Weatherford и многие другие.

31.

Мультидисциплинарность

32.

Проблемы
• Все придумали до меня, буду использовать
типовые решения и биться за 3-5% улучшений
• Программные средства, например ANSYS,
разрабатываются 40 тыс. чел./лет и более
• Лучшую продукцию мы можем разработать
только при помощи лучших технологий (из этого
следует необходимость кросс-отраслевых
решений

33.

34.

35.

36.

Спасибо за внимание!