Как "раскрутить" турбину…

Лев Теверовский

Опубликовано: "САПР и Графика"  №4, 2002

Далекое детство, 1969 год, детский сад недалеко от аэродрома Шереметьево. Детишки гуляют, вдруг над головой мощный рев турбин — медленно и величаво на небольшой высоте проплывает невиданный ранее самолет — ТУ-144. Он выполнял серию испытательных полетов. Автор не мог тогда и подумать, что когда-нибудь окажется на предприятиях, где разрабатывали и производили двигатели для этой, без преувеличения, чудо-машины.

Тяжелая экономическая ситуация начала 90-х годов больно ударила по большинству предприятий авиа- и двигателестроения. Не миновала беда и Самарскую область. В этом регионе еще в годы Великой Отечественной войны сложился мощный ракетно-космический и авиастроительный комплекс. Достаточно назвать такие известные предприятия, как СНТК им. Н.Д. Кузнецова, Самарское КБ машиностроения, заводы "Моторостроитель" и "Авиаагрегат", РКК "Энергия", "Авиакор" и другие.

Сегодня предприятия оживают и начинают выбираться из кризиса. Постепенно увеличиваются оборонные и гражданские заказы, причем на некоторых предприятиях, ранее работавших практически только на оборону, объем гражданской продукции составляет свыше 85%. Одним из приоритетных направлений в деятельности СНТК им. Н.Д.Кузнецова, СКБМ и завода "Моторостроитель" стало создание энергетических и газоперекачивающих установок на основе газотурбинных двигателей. Этот рынок, как известно, сегодня очень привлекателен; многие российские авиадвигательные компании предлагают на нем свою продукцию. Конкуренция велика, и впереди оказывается тот, кто сможет "раскрутить" свою турбину быстрее, дешевле и лучше.

Продукция ОАО "Моторостроитель" —
блочно-модульная электростанция АТГ-10 на базе газотурбинного двигателя НК-14Э

Вот тут-то на первый план и выходят факторы более быстрого и качественного проектирования изделий, технологической подготовки производства. Руководители компаний осознали, что рывок вперед возможен только с внедрением в этих областях деятельности современных компьютерных технологий. Однако осознать такую потребность — только полдела. Важнейшей задачей становится выбор комплекса систем автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства. Этот выбор очень непрост, он определяется множеством объективных и субъективных факторов.

Для решения этой проблемы еще в 1996 году была организована рабочая группа, в которую вошли представители конструкторских и технологических подразделений, отделов САПР АО "СНТК им. Н.Д.Кузнецова", ОАО "Моторостроитель", АО СКБМ, а также специалисты Самарского государственного авиационного университета (СГАУ). Группа определила следующие основные требования, которые предъявлялись к CAD/CAM системам:

• простота освоения,
• возможность работы на недорогой технике,
• полное соответствие выпускаемой документации требованиям ЕСКД и ЕСТПП,
• простота создания документации различных форм,
• простота передачи данных в другие системы или получение их из других систем,
• наличие высокоуровневых средств создания собственных разработок,
• возможность работы с внешними (распределенными) базами данных,
• хорошие перспективы развития системы,
• оптимальная (приемлемая для массовой закупки) цена.

Одним из основных критериев при выборе системы была возможность ее массового внедрения и обеспечение безболезненного перехода от кульмана к компьютеру для всех категорий инженерно-технических работников. Кроме того, требовалось, чтобы базовая система обеспечивала решение 80-85% задач проектирования, разработки и выпуска документации. Остальные 15-20% отводились на системы "тяжелого уровня", речь о которых пойдет ниже.

Решение пришло далеко не сразу. Рассматривались и изучались возможности нескольких систем — AutoCad, ADEM, DIACAD, КАСКАД и КОМПАС-ГРАФИК. Каждая из них обладала своими достоинствами и недостатками. Однако по совокупности качеств и их соответствию предъявляемым требованиям был выбран пакет КОМПАС-ГРАФИК компании АСКОН. И последующие пять лет работы с системой показали, что этот выбор верен.

А.В. Федосов — главный конструктор СКБ ОАО "Моторостроитель": "Основное направление нашей деятельности — доработка и постановка на серийное производство газоперекачивающих агрегатов. Начали мы с черчения в системе КОМПАС-ГРАФИК, а теперь постепенно осваиваем и трехмерный модуль. Существенным подспорьем было проведение обучения наших специалистов на местах силами компании АСКОН-Самара. Наше КБ автоматизировано полностью, у нас 15 рабочих мест, оснащенных системой КОМПАС. Документацию на новые изделия мы полностью ведем на компьютерах, и постепенно переводим в электронный архив КОМПАС-МЕНЕДЖЕРстарые бумажные чертежи и другие документы. Сложные изделия и сборки, такие как лопатки турбин, крупные узлы двигателя мы планируем создавать в системе Unigraphics, для решения технологических задач, в частности, подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ — использовать Сimatron, большой опыт работы с которым накоплен на нашем предприятии".

При оснащении конструкторско-технологических служб системами автоматизированного проектирования чрезвычайно важно оптимальное соотношение "цена/качество". Пока в России не появилось программных продуктов уровня UNIGRAPHICS, CATIA, PRO/E; эти системы невозможно заменить при сложном проектировании. Однако необязательно стремиться применять их на каждом рабочем месте. Опыт предприятий, давно работающих с использованием САПР, показывает, что лишь 15-20% проработок требуют применения при проектировании систем "тяжелого класса". Все остальное успешно решается с помощью "легких" и "средних" САПР, к которым относится комплекс систем КОМПАС. В качестве примера можно привести опыт ФНПЦ ММПП "САЛЮТ" (Москва), СКБМ (Курган), Ленинградского Металлического завода (С.-Петербург), НПП "Машпроект" (Николаев).

Модель коллектора газотурбинного двигателя в КОМПАС-3D

В.Н.Овчинников — генеральный директор АО СКБМ: "Сегодня очень важно быстро выходить на рынок с новыми изделиями. К сожалению, количество конструкторов у нас уменьшилось в 3 раза по сравнению с советским временем, поэтому на остальных легли очень большие задачи, а сроки сильно сократились. Сегодня у нас более 30 рабочих мест системы КОМПАС-ГРАФИК (и мы считаем, что этого недостаточно). Система очень мощная, но при этом простая в изучении и использовании, она "закрывает" львиную долю всего объема проектирования в СКБМ. Для проектирования литейных деталей наиболее сложной конфигурации мы планируем применять Unigraphics, но выпуск всей конструкторской документации будет, как и прежде, вестись в КОМПАСе. Используя эту систему, мы подготовили к производству несколько машин — НК-12СТ мощностью 6,3 МВт, НК-14СТ мощностью 8 МВт для газоперекачки, НК-14Э для энергетики".

Газотурбинный двигатель НК-14Э

В.Н.Дегтярев — главный технолог, Л.А.Волобуева — инженер-конструктор ОАО "Авиаагрегат": "Как и другие предприятия, нас очень сильно затронул кризис начала 90-х годов. Сегодня происходит смена поколений сотрудников и нам надо, во-первых, не потерять старый потенциал, и, во-вторых, переходить на новый уровень проектирования и производства. Сейчас примерно 30% рабочих мест конструкторов оснащены системой КОМПАС-ГРАФИК, этого очень мало. Мы рассчитываем постепенно переходить с плоского проектирования на трехмерное в КОМПАС-3D, одновременно увеличивая количество рабочих мест. Что касается технологических служб — 80% программ (вся двухкоординатная фрезерная обработка) готовится с применением системы КОМПАС-ЧПУ, еще 20% (трехкоординатная) — с использованием системы ГЕММА-3D. Мы также планируем внедрять у себя автоматизированную систему разработки техпроцессов. Сейчас мы начали работать с САПР ТП КОМПАС-АВТОПРОЕКТ. Он является составной частью комплексной программы автоматизации проектно-конструкторских и технологических работ, поставляемой под маркой КОМПАС. В конце 2001г мы провели обучение группы специалистов-технологов по работе с системой КОМПАС-АВТОПРОЕКТ.

Ни одно предприятие сегодня не работает в одиночку. Особенно такое, как производитель двигателей. Естественно, проблема передачи проектной документации при переходе на компьютерное проектирование становится актуальной, особенно если компьютеризация проходит стихийно, без единого плана. Рабочая группа, о которой упоминалось выше, изучала и этот вопрос. Был сделан вывод о необходимости работы всех основных партнеров в единой среде проектирования. Кроме уже упоминавшихся, в число пользователей системы КОМПАС было предложено включить Винтайский машиностроительный завод, завод "Металлист", Казанское моторостроительное производственное объединение.

Компьютеризация проектно-конструкторских работ — далеко не единственная задача. Большой проблемой является автоматизация всего документооборота предприятия. В Росавиакосмосе вышел приказ за №73, который регламентирует внедрение CALS-технологий на предприятиях, входящих в эту структуру. Системы документооборота (PDM), CAD/CAM/CAE-системы являются составляющими частями большой программы. Компания АСКОН сотрудничает с НИЦ CALS-технологий (Москва), имеет сертифицированных специалистов в этой области.

С.В.Чижухин — руководитель службы информационных технологий ОАО "Моторостроитель": "В настоящее время мы проводим тендер на поставку комплексной системы CAD/CAM/CAE/PDM для нашей группы предприятий, включая НПО "Искра". В качестве "тяжелых" систем предполагается использовать либо Unigraphics, либо PRO/Engineer, соответственно для документооборота будет использоваться iMAN или Windchill. Мы также и далее собираемся работать с системами КОМПАС. Более того, результаты тендера будет оценивать специальная комиссия, в которую мы хотим пригласить специалистов компании АСКОН, имеющих большой опыт успешного решения проблем взаимодействия "тяжелого" САПРа и системы КОМПАС. Существенная проблема сегодня — это подготовка кадров, их обучение, техническая поддержка. Одной из сильных сторон АСКОН является хорошо развитая система обучения специалистов на местах, тем более в Самаре есть отлично работающее отделение компании".

С.П.Алимов — заместитель директора по новой технике ОАО "Авиаагрегат": "Мы считаем, что в условиях смены поколений исключительно важно то, что компания проводит обучение конструкторов и технологов непосредственно на рабочих местах, осуществляет полную поддержку пользователей, оперативно решает возникающие проблемы. Сегодня мы активно используем связку КОМПАС-График + КОМПАС-3D + КОМПАС-ЧПУ + ГеMMа, будем работать с этими продуктами и дальше".

Говоря о конкуренции на рынке промышленных газотурбинных установок, нельзя не затронуть проблему защиты информации. Промышленный шпионаж — это уже не только атрибут западных боевиков, а вполне реальная вещь. Некоторые руководители самарских предприятий говорили о том, что случаи, когда их разработки "всплывали" у конкурентов, уже происходили в новейшей истории. Кроме того, нельзя забывать, что речь идет о предприятиях оборонного комплекса, и Государственную тайну никто не отменял.

Осознавая эту проблему, компания АСКОН совместно с компанией Aladdin (разработчиком систем защиты информации) ведет работы по созданию специализированной системы защиты документации, создаваемой в среде САПР. В ее основе — сочетание кодирования информации на уровне файлов с настраиваемым разграничением полномочий в работе с этими файлами.

Обязательное требование к программному средству, с помощью которого создается и обрабатывается защищаемая информация — отсутствие недекларированных возможностей, подтвержденное независимой экспертной организацией, аккредитованной Гостехкомиссией РФ. Помимо этого требования, производитель программного средства должен иметь лицензию Гостехкомиссии РФ, дающую право производить продукцию с заявленными в части защиты информации свойствами.

Проведенные исследования КОМПАС-3D, а также оценка представителями Гостехкомиссии уровня организации производства в компании АСКОН, позволяют уверенно заявить, что в ближайшем будущем российские предприятия получат продукт, не только защищающий техническую информацию от хищения, но и позволяющий вести разработки, связанные с Государственной тайной. Возможность разграничения прав доступа, использование электронных ключей нового поколения с функциями криптозащиты (их эффективность подтверждена сертификатом ФАПСИ), автоматическое протоколирование работы с файлами — вот далеко не полный перечень возможностей программно-аппаратного комплекса на базе КОМПАС-3D с функциями защиты информации.

Проблемы развития предприятий, вопросы защиты информации, расширения информационного пространства волнуют не только сами предприятия. Администрация Самарской области, Департамент промышленности и торговли осуществляют проекты по развитию промышленной и информационной инфраструктуры, занимаются подготовкой и переподготовкой кадров.

В.И.Доронин — руководитель Департамента промышленности и торговли Администрации Самарской области: "Уже не приходится убеждать руководителей предприятий в необходимости оснащения системами автоматизированного проектирования. Но сегодня постепенно мы приходим к осознанию того, что необходимо более широко применять разработки отечественных компаний, особенно в тех сегментах, где уровень наших программ не уступает зарубежным. А уж о том, что отечественные системы создаются с учетом особенностей нашего производства, можно и не упоминать. Любая корректировка и доработка программ под конкретные задачи легко осуществляется в совместных работах заказчика и поставщика программного обеспечения, чего не скажешь о зарубежных компаниях. Мы также уделяем большое внимание подготовке молодых специалистов в вузах Самары. Сегодня в Техническом университете, Авиационном университете созданы учебные классы по таким направлениям, как компьютерное проектирование и технологическая подготовка производства, также создан Самарский центр технологического обеспечения. Мы идем и далее, прорабатывая задачи уже не только частного характера, а в целом управления деятельностью предприятия на основе современных компьютерных технологий отечественной разработки. Сюда включаются и работы по САПР, и бухгалтерия, и системы сбыта".

Очень хочется не спугнуть ту "птицу удачи", которая прилетела сегодня в Россию, хочется верить, что промышленный рост, наблюдаемый "невооруженным глазом", не прекратится, и мы выберемся из той ямы, куда так долго падали. Компания АСКОН будет делать все возможное, чтобы помочь отечественным предприятиям на этом трудном пути.