Решения для цифрового производства

1.

Решения для цифрового производства
Чем ИТ интегратор может быть полезен нашей
промышленности в сегодняшних условиях?
В. Г. Жураховский
Генеральный директор
ГК «ПЛМ Урал»

2.

Задачи, стоящие перед промышленниками :
• Выпуск новых изделий, соответствующих мировому уровню или превосходящих его
• Сокращение сроков разработки и запуска в производство изделий
• Минимизация расходов
• Управление всем жизненным циклом изделия (PLM), включая и постпродажное
обслуживание
Сегодня все это необходимо делать в условиях мощного санкционного давления и тренда на
импортозамещение!
www.plm-ural.ru

3.

“Для успешного развития и лидерства на рынке, в
эру цифровых технологий, необходимо стать
цифровым предприятием и пересмотреть
все ваши существующие процессы.”
Источник: Мировой экономический форум 2017
www.plm-ural.ru

4.

Что необходимо сделать для эффективного
решения задач стоящих перед промышленностью:
• Нужно менять существующие подходы
и процессы,
• Необходимы передовые инструменты
и методики их использования,
• Изменения
должны
быть
организационными, техническими и
методологическими,
• Изменения должны затрагивать все
процессы жизненного цикла изделия.
www.plm-ural.ru

5.

Наш опыт:
• Мы
занимаемся
цифровизацией
и
внедрением PLM технологий 30 лет – с 1993
года (более 600 клиентов в РФ).
• До 2022 года мы работали с ведущими
мировыми ИТ вендорами мира (Siemens,
ANSYS, ESI) и освоили их лучшие технологии и
процессы, адаптировали их к условиям
отечественной промышленности.
• Наши эксперты готовы помочь отечественным
предприятиям существенно повысить уровень
конструкторско-технологической подготовки
производства (КТПП) , успешно решать задачи
импортозамещения и цифровизации.
www.plm-ural.ru

6.

Ценностные предложения
В 2022 году, в связи с резко изменившейся ситуацией, мы разработали новые ценностные
предложения:
1. Расширенная техническая поддержка иностранных PLM решений, имеющихся на предприятиях.
2. Инжиниринговый центр – расчеты на заказ.
3. Внедрение практик системной инженерии.
4. Аудит цифровой зрелости и выработка стратегии развития ИТ предприятия/корпорации.
5. Помощь в разработке и осуществлении стратегии импортозамещения иностранного софта.
6. Повышение эффективности PLM решений за счет использования Цифрового Двойника.
Необходима Ваша оценка, Ваше мнение ,
насколько полезны Вам эти предложения ?
www.plm-ural.ru
6

7.

1. Расширенная техническая поддержка иностранных
PLM решений, имеющихся на предприятиях.
В настоящее время большинство иностранных разработчиков программного обеспечения перестали работать в РФ.
Сложившаяся ситуация не должна влиять на эффективность ваших процессов конструкторско-технологической
подготовки производства (КТПП). В связи с чем нами выработаны антикризисные решения в области технического
сопровождения и консультирования по процессам использования ПЛМ и CAE инструментов.
ГК «ПЛМ Урал» продолжает оказывать техническую поддержку для своих клиентов. Высокий уровень компетенции и
обширный опыт команды инженеров по решению задач и внедрений решений, подтвержден сертификатами и отзывами
наших клиентов. Приобретая нашу антикризисную техподдержку, Вы по-прежнему будете получать следующий перечень
услуг:
1. Доступ на портал техподдержки (работа с заявками, аналитика);
2. Консультирование: портал, телефон, почта, онлайн-чат;
3. Предоставление дистрибутивов и технической документации;
4. Выезд специалистов на территорию Заказчика для проведения консультации – ХХХ раз в год;
5. Обучение по базовым и специализированным курсам – ХХХ курсов по ХХХ дней;
6. Инженерные расчеты по вашему заданию (ХХХ дней).
www.plm-ural.ru
7

8.

2. Инжиниринговый центр – расчеты на заказ.
Современная ситуация оказывает разрушительное действие на годами сложившиеся научно-производственные
связи в среде промышленных и научных предприятий России. А именно:
- нехватка квалифицированных сотрудников на предприятии;
- нехватка вычислительных ресурсов;
- нехватка эффективных методик расчетов.
С высокой вероятностью может привести к серьёзным последствиям при исполнении обязательств по производству
высокотехнологичной продукции (сроки, качество).
Для успешного решения данных вопросов команда экспертов инженерного центра ГК «ПЛМ-Урал» предлагает:
Выполнение работ инженерного анализа по задачам Вашего предприятия - от сопряженного многофизичного расчёта
изделий (на собственных расчётных ресурсах) до оптимизации параметров Вашего изделия по разработанным для
вас методикам расчётов;
Подготовка новых специалистов и повышения квалификации персонала, базовые и специализированные курсы по
работе с программными пакетами ANSYS, Siemens, Fidesys, Teсis и др. (индивидуальный подход, работа с
примерами предприятия);
Кастомизации зарубежных и отечественных CAE программ под задачи предприятия и объединение в единую
информационную среду.
Мы уверены, что при нашей поддержке Вы добьётесь наилучших результатов.
www.plm-ural.ru
8

9.

Инженерный центр ГК «ПЛМ УРАЛ»
Примеры решенных задач: энергетика и тяжелое машиностроение
Расчёт парового факела градирни
Расчёт бронекамеры при
аварийных нагрузках ЗАО
"Специальные технологии"
www.plm-ural.ru

10.

Инженерный центр ГК «ПЛМ Урал»
Примеры решенных задач: авиамоторостроение
Моделирование флаттера лопаток
компрессора ГТД
Снижение выбросов камеры
сгорания ГТД
Совместный газодинамический и
тепловой анализ охлаждаемых
лопаток турбин
www.plm-ural.ru

11.

3. Внедрение практик системной инженерии. Предпосылки.
С каждым годом, современные изделия становятся сложнее :
• Увеличение и усложнение требований
• Увеличивается количество систем и компонентов в изделиях
• Изделия становятся мультифизичными (электрика, механика, электроника, гидравлика, системы управления)
Несмотря на всеобщее использование PLM-решений, проблемы остаются:
Только 28% проектов отвечают запланированным срокам и бюджету
Более 45% бюджета на разработку, может «уйти» на исправление и переделки
От 35 до 50% общего объема работ тратится на исправление ошибок в конструкции.
Как итог:
• Изделия создаются с серьезным перерасходом бюджета,
а срыв сроков разработки и запуска в серию стал практически
нормой жизни .
• Готовые изделие не обеспечивают требуемые тактикотехнические
характеристики,
а,
зачастую,
просто
неработоспособны и требуют дополнительных доводок,
доработок и испытаний.
• Выпущенные изделия оказываются никому не нужными.
www.plm-ural.ru
11

12.

Пример.
www.plm-ural.ru
12

13.

Системная инженерия - выход из сложившейся ситуации !
Мы предлагаем вам воспользоваться опытом мировых компаний и внедрить в PLM процессы
наиболее прогрессивную на сегодня методологию проектирования – Системную Инженерию.
Практики системной инженерии в своей деятельности использует такие мировые оборонные компании как:
www.plm-ural.ru

14.

Системная инженерия
Верификация
Тестирование изделия
Архитектурное
проектирование
Сборка изделия
ия
здел
ние и
Разработка требований
к подсистемам
Верификация
Разработка подсистем
и Вер
ифик
ация
Передача изделия
(развертывание)
Разработка системных
требований
деле
www.plm-ural.ru
Приемочные
испытания
Валидация
Определение функций
продукта
Опре
1. Определение
создаваемого
продукта
(заинтересованные стороны, жизненный цикл,
эксплуатирующую
систему,
потребности,
требования, ограничения...).
2. Трансформацию требований в оптимальное
техническое решение.
3. Архитектурное проектирование, имитационное
моделирование (1D анализ).
4. Обеспечение процедуры постоянной проверки
соответствия результатов исходным требованиям и
функциональному назначению (верификация и
валидация).
Чтобы в итоге создать изделие в запланированные
сроки, бюджет и с запланированным качеством.
Определение
требований к продукту
Тестирование
подсистем
Сборка компонентов
Разработка требований
к конечным
компонентам
Верификация
Контроль компонентов
Разработка
компонентов
Технологическая
подготовка
Изготовление
компонентов
Изго
товле
ние
Процессы системной инженерии направлены на:
Детализация изделия
Системная инженерия — это междисциплинарный и интеграционный подход, позволяющий успешно
реализовывать, использовать и выводить из эксплуатации сложные инженерные системы, используя
системные принципы и концепции, а также научные, технологические и управленческие методы.
Время

15.

Системная инженерия обеспечивает смещение усилий на ранние
стадии жизненного цикла – туда, где идет зарождение проблем.
Применение системного подхода к процессу
проектированию позволяет решить большую
часть
проблем
на
ранних
стадиях
проектирования
за
счет
«правильной»
цифровизации:
инженерии
требований,
архитектурного проектирования и 1D анализа,
верификации и валидации, проектирования
движимого расчетами
(применения КАЕ
систем на всех этапах разработки и для всех
систем изделия, а не только для проверки в
конце цикла и только для отдельных частей
конструкции и пр. Благодаря этому снижаются
риски возможных переделок и изменений,
а соответственно и риски выхода за плановые
бюджеты и сроки.
www.plm-ural.ru
(PLM)

16.

Результаты применения практик системной инженерии
1. Изделие соответствует заданным требованиям, за счет
комплексного применения специализированных методик и
инструментов
2. Соблюдение запланированных сроков, за счет качественного
планирования, принятия правильных решений, исключения
переделок и изменений
Скорость
Гибкость
Стоимость
Качество
3. Обеспечение требуемого качества, за счет проверки
удовлетворения требований, прогноза эксплуатационных
характеристик систем на ранних стадиях проектирования
4. Соблюдение запланированного бюджета, за счет принятия
правильных проектных решений, сокращения изменений и
натурных испытаний.
10% затрат на внедрение системной инженерии дают выигрыш в 20% стоимости проектов, и
на 50% увеличивают вероятность окончания проекта в срок.
www.plm-ural.ru

17.

Эффект от внедрения системной инженерии, зарубежный опыт.
Исследования NASA показывают, чем больше использовалось инструментов и методик системной
инженерии, тем больше доля успешных проектов
При слабом
использовании СИ
только 15%
проектов
заканчивались в
намеченные сроки
и бюджеты
www.plm-ural.ru
С активным
применением СИ
56% проектов
заканчивались в
намеченные сроки
и бюджеты
Relation of Systems Engineering Investments to NASA Program Cost Overruns. (Source: Stutzke 2005/Released). Public Domain.

18.

Примеры эффекта от внедрения системной инженерии
Выпуск на рынок Chevy Volt в 2 раза быстрее аналогичных проектов (всего
за 29 месяцев – рекорд для компании, которой для выпуска новой модели
обычно требовалось не менее 60 месяцев).
Сокращение времени тестирования и приемки продукции в среднем в 2 раза.
Сокращение количества обнаруженных дефектов в готовом изделии в 4 раза (с 728 до
165).
Сокращение разработки требований к программному обеспечению в 5 раз (с 10 до 2
дней).
• 99% проектов стали выполняться точно в срок.
• Ушли проблемы с перерасходом бюджета.
• Повышение качества разработки с первого раза на 75%.
• Сокращение времени сборки на 80%.
www.plm-ural.ru

19.

4. Аудит цифровой зрелости и выработка стратегии
развития ИТ для предприятия/корпорации.
Для успешного внедрения инновационных цифровых технологий сначала необходимо четко понимать, где
находится предприятие в сегодняшний момент относительно лидеров отрасли по эффективности процессов,
чтобы затем разработать стратегию поэтапного развития ИТ структуры. Ибо без планомерной программы
цифровой трансформации, опирающейся на сильные стороны предприятия и резервы для развития, данный
процесс превращается в хаотичные и необоснованные требования различных подразделений по увеличению
затрат на разношерстные программно-аппаратные комплексы и персонал.
Эти задачи могут быть решены за счет проведения аудита цифровой зрелости, что позволит определить
состояние «как есть», сравнить его по ряду критериев с лидерами отрасли и разработать стратегию развития в
части ИТ, которая позволит быстро и с минимумом расходов выйти на мировой уровень эффективности
процессов конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП).
Разработанная нами с использованием опыта мировых лидеров в PLM
отрасли методика оценки цифровой зрелости представляет собой̆
основанный̆ на количественных показателях процесс принятия решений,
помогающий выстроить приоритеты инвестиций в PLM (CAE) - проекты на
основе прогнозируемой̆ отдачи от таких проектов .
www.plm-ural.ru
19

20.

Схема аудита инженерных служб
2-ой этап
1-ый этап
Выявить
направления
для оптимизации
• Текущий уровень
• Основные направления
• Направления потенциала развития
3-ий этап
Сформировать
проекты для
развития
• Проекты по достижению целевых показателей
• Определение состава работ и бюджетов
www.plm-ural.ru
Определить
целевые
показатели
• Оценка эффективности PLM и CAE методик
• Сравнение с лучшими в отрасли
• Постановка целей
4-ый этап
Стратегия развития
• Дорожная карта
• Утверждение Заказчиком

21.

Результаты аудита PLM, пример.
www.plm-ural.ru
21

22.

Результаты аудита в области CAE , пример.
• Предварительный Аудит:
Определены основные направления для улучшения
Cформулированы
рекомендации
основные
цели
и
предварительные
Сравнение показателей с уровнем лидеров отрасли
• Основной Аудит:
Cформулирована матрица целей / показателей
Установлена связь между техническими требованиями
численными методиками / экспериментальными испытаниями
и
5
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ
Выполнена оценка дефицита автоматизации (методик) расчётов и
персонала (компетенций)
4
ЛИДЕР
Сформированы проекты и бюджеты
3
целевой
Обоснованный выбор приоритетных проектов
Утверждена дорожная карта развития в соответствие с целевыми
проектами Заказчика
www.plm-ural.ru
2
1
начальный

23.

5. Помощь в разработке и осуществлении
стратегии импортозамещения иностранного софта
• На большинстве отечественных предприятий ,
разрабатывающих сложную технику до сих пор используется
импортный cофт (PLM, CAE).
• Существует жесткое требование по импортозамещению
софта в ближайшее время.
• Отечественные PLM и CAE существенно уступают импортным
системам класса high end, если речь идет о проектировании
сложных изделий.
• Необходимо найти ниши, где уже сегодня можно применять
отечественные системы и начать импортозамещение с них.
• Предположение: ваши специалисты загружены текущими
задачами и им некогда заниматься исследованиями .
• Мы знаем возможности как импортных так и отечественных
систем и готовы решить эту задачу для вас.
www.plm-ural.ru
23

24.

6. Цифровой двойник (цифровой прототип).
На сегодня многие предприятия уже внедрили PLM,
используют инженерные расчеты. Однако не всегда
удается
достигнуть
требуемых
показателей
эффективности, не получается существенно сократить
сроки разработки, требуется много натурных испытаний
для доводки нового изделия, а это – лишние затраты.
Решение этой проблемы достигается за счет
расширение области применения инженерных расчетов,
проведение их на всех этапах разработки изделия,
начиная с эскизного проекта, проведение расчетов не
выборочно, а по всем узлам изделия, по всем физикам
(прочность,
тепло,
гидрогазодинамика,
электромагнетизм).
Если мы подходим к инженерным расчетам таким
комплексным методом, то в результате мы получим
цифровой прототип.
Цифровой прототип изделия – система цифровых
моделей, адекватно описывающих поведение и свойства
разрабатываемого изделия на различных стадиях
жизненного цикла. Цифровой прототип – электронная
модель изделия (в основном это «геометрия» +
компьютерные
модели
физических
процессов,
протекающих внутри изделия и модели взаимодействия
его с окружающей средой (то есть «физика»).
www.plm-ural.ru
24

25.

Ключевые задачи цифрового прототипа (ЦП):
1. Ускорение
процесса
создания
изделия от замысла до вывода на
рынок;
2. Уменьшение количества натурных
испытаний;
3. Сокращение издержек;
4. Выбор оптимальных
решений.
технических
Пример от нашего партнера, до внедрения компьютерных краш-тестов разбивали 10 опытных образцов
автомобилей Шкода, то после – всего один и он подтверждал правильность расчетов. Каждый опытный
образец стоит более миллиона долларов и на его изготовление уходит месяцы.
www.plm-ural.ru
25

26.

Цифровой двойник = ЦП + «датчики»
Цифровой двойник изделия (ЦДИ) – это система цифровых моделей изделия и двусторонних
информационных связей с изделием.
ЦДИ связан через датчики с реальным изделием. В случае отклонения показаний можно
промоделировать работу систем, которые привели к таким изменениям и принять превентивные меры
(ремонт, замена частей), чтобы избежать отказа изделия.
Цифровой двойник ГТД
Данные
Платформа симуляции (ROM)
Ввод
данных
Поток данных (Big data)
Анализ данных
(Big Data Analytics)
www.plm-ural.ru
26

27.

Выгоды от Цифрового Двойника Изделия
Для разработчиков и производителей ЦДИ дает следующие выгоды : снижение себестоимости, веса, повышение
эффективности и надежности. Снимая показатели с датчиков обьекта , пересчитывая их в показатели «виртуальных»
датчиков ЦДИ мы можем более глубоко понять, как работает наша конструкция и усовершенствовать ее (например, если
увидим что какая то часть изделия перегревается, изменить конструкцию). Также можем увидеть, что какие то части
конструкции недогружены, поэтому можем снизить вес.
Для эксплуатантов выгоды ЦДИ следующие: гарантия работоспособности, улучшенные технические показатели, он=лайн
мониторинг, оптимизации параметров работы в режиме реального времени, повышение производительности.
ГК «ПЛМ Урал» имеет опыт и инструменты для реализации цифровых прототипов и двойников изделия. Мы готовы
поставлять необходимые методики, инструменты, помочь усовершенствовать существующие процессы, обучать ваших
сотрудников.
MODEL-BASED ENTERPRISE & SYSTEMS ENGINEERING
INTEGRATED IOT ASSETS & ECOSYSTEMS
Digital Signatures
Виртуальные сенсоры
www.plm-ural.ru
27

28.

Эволюция процессов проектирования
Качество проектирования - ключевой фактор повышения эффективности инженерного предприятия.
Цифровой двойник
Эффективность процессов проектирования
Возможный
уровень
эффективности
инженерных
процессов
(с учетом
существующих
технологий и
инструментов)
5
4
3D модель
+ чертеж
3
2
Существующий
уровень
эффективности
Инженерных
процессов
(не более 30% от
возможного)
Эффективность
на 5-м уровне
Цифровой
3D-модельПрототип
единый легитимный
(геометрия + физика)
источник
информации
об изделии
5
Чертеж(2D)
1
Уровень использования моделей
1
www.plm-ural.ru
2
3
4
5

29.

Направления нашей деятельности :
Внедрение ПЛМ
Системная инженерия
Инженерные расчеты
Цифровой прототип и цифровой двойник
Обследование уровня цифровой зрелости и разработка стратегии развития
предприятия в части цифровизации
• Импортозамещение программного обеспечения
• Инжиниринговые услуги
ГК «ПЛМ Урал»
620131, г. Екатеринбург,
ул. Металлургов, 16 Б
8-800-500-1993
[email protected]
www.plm-ural.ru