КОМПАС для флагмана ВПК

Опыт автоматизированного системного проектирования конструктивных элементов
сложных инженерных объектов на ПО "СЕВМАШ"

Пастухов Владимир Павлович, главный инженер ПО "СЕВМАШ"
Кокотков Николай Иванович, ведущий инженер-конструктор НИСКБ "Спектр"
Ксензов Владимир Георгиевич, начальник бюро информационного обеспечения и автоматизации

С авторами можно связаться по телефону/факсу (81842) 9-47-26 или по электронной почте smр@sevmаsh.ru.

Производственное объединение "Северное машиностроительное предприятие" ("СЕВМАШ") без преувеличения можно назвать флагманом военно-промышленного комплекса России. Это крупнейшее судостроительное и машиностроительное производство в мире, расположенное в 35 километрах от города Архангельска на берегу реки Северная Двина в месте ее впадения в Белое море.

Основанный в 1939 году для постройки крупных артиллерийских кораблей  — линкоров и крейсеров, завод в последующие годы выполнял государственные заказы по строительству больших морских охотников, эсминцев, дизельных подводных лодок, паромов, лихтеров, плавучих баз буксиров и плавучих мастерских. С 1954 года на "СЕВМАШе" строят атомные подводные лодки различных классов и назначений. На его стапелях построена первая отечественная атомная подводная лодка и первая в мире атомная подводная лодка из титановых сплавов.

"СЕВМАШ" объединяет корпусообрабатывающее, сборочно-сварочное, стапельно-сдаточное, трубообрабатывающее, металлургическое, машиностроительное, деревообрабатывающее, малярно-изоляционное и другие производства, а также специализированные обеспечивающие подразделения, инженерные службы и научно-технологический центр (НТЦ). Общая численность рабочих и специалистов, работающих в объединении, составляет около 30 тысяч человек.

В объединении используются самые современные технологические процессы. Имеются эллинги и цеха с оборудованием, обрабатывающим с необходимой точностью многотонные крупногабаритные узлы и детали. Предприятие обладает развитой складской и транспортной инфраструктурой с береговыми причальными сооружениями, позволяющими принимать океанские суда под российским флагом. Начиная с 1990 года идет планомерная конверсия, доля гражданской продукции в общем объеме производства объединения ежегодно возрастает. За последние годы освоено производство буксиров, минибалкеров, понтонов, барж, оборудования для добычи, транспортировки и переработки нефти и газа (фонтанной арматуры, колонных обвязок, вертлюгов, компенсаторов и др.), начато строительство ледостойкой и самоподъемных платформ для освоения месторождений нефти и газа на Арктическом шельфе.

"СЕВМАШ" имеет необходимые лицензии, сертификаты, аттестаты, в том числе Госгортехнадзора РФ на проектирование, изготовление и диагностику оборудования для нефтяной, газовой и других отраслей промышленности. Нужно отметить богатый опыт объединения по созданию различных сосудов и аппаратов, работающих под высоким давлением.

"СЕВМАШ" владеет значительным пакетом изобретений и ноу-хау в различных областях используемых технологий, включая сварку, неразрушающий контроль, создание амортизирующих конструкций, подшипников скольжения, оптимизацию трубопроводов и т. д. НТЦ и инженерные службы в содружестве с ведущими научно-исследовательскими и проектными организациями России проводят исследования и осуществляют проектирование и выпуск рабочей документации на производимое оборудование в соответствии с ЕСКД и ГОСТ. Проектирование, изготовление и контроль качества может выполняться по нормам АSME, TEMА и другим стандартам.

Предприятие имеет большой опыт изготовления и монтажа компактных, насыщенных сложным оборудованием агрегатных модулей. Модульные сборки представляют собой готовые к установке, всесторонне испытанные сложные инженерные объекты.

Разработка сложных инженерных объектов — довольно трудоемкий и многоэтапный процесс, длительность которого с момента возникновения идеи до начала опытной эксплуатации занимает, по оценкам многих специалистов, от двух до пятнадцати лет.

Многообразие и взаимосвязанность конструктивных элементов, составляющих любой сложный инженерный объект (сложную систему), требует применения новых подходов в процессе их создания. Большую роль в достижении успеха при этом играют интуиция и опыт конструктора, его способность системного видения проблемы и возможность быстро осваивать прогрессивные информационные технологии.

Проектирование принципиально новых и эффективных технических систем связано с перебором большого числа альтернативных вариантов конструктивных решений их элементов, сосредотачиваемых в многочисленных источниках информации, доступ к которым, как правило, затруднен. Это сильно осложняет возможность получения описания объекта, лежащего в области неулучшаемых вариантов конструктивных решений. Решение данной проблемы мы видим в организации достаточного информационного обеспечения и автоматизации наиболее трудоемких и рутинных процессов, в частности, с использованием систем автоматизированного проектирования (САПР).

Необходимо отметить, что вопросами автоматизации в НИСКБ "Спектр" — проектном подразделении НТЦ "СЕВМАШа", занимались давно. Еще на базе машин СМ-1420 был создан универсальный вычислительный комплекс, позволяющий автоматизировать процессы обработки экспериментальных данных, выполнение необходимых расчетов и выпуск текстовых и графических конструкторских документов. Для сбора экспериментальных данных и их первичной обработки использовались персональные компьютеры (ПК), показавшие высокую эффективность в сфере автоматизации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполнявшихся по оборонным заказам.

В 1995 году НИСКБ выполнило большой объем работ по проектированию минизавода для переработки газового конденсата в высокооктановый неэтилированный бензин. При этом более 60% рабочей конструкторской документации было выпущено с применением системы автоматизированного проектирования КОМПАС 4. Массовое внедрение САПР потребовалось по следующим причинам:

• новизна проектируемого объекта и связанное с этим большое количество вносимых в документацию корректировок;
• большая номенклатура оборудования, имеющего однотипные детали (фланцы, корпуса, днища и т. п.);
• необходимость отработки большого количества вариантов конструкций.

Выбор в пользу САПР КОМПАС 4 был сделан на том основании, что эта система имеет приемлемую стоимость, проста в обращении, изначально русскоязычна, полностью соответствует ГОСТ и ЕСКД, а также допускает работу на компьютерах класса 286, из которых в основном и состоял наш парк персональных компьютеров в то время.

КОМПАС 4 практически является электронным аналогом кульмана, и эта особенность программы позволила быстро ее освоить конструкторам, параллельно занимавшимся проектированием части оборудования на традиционных кульманах.

Если первоначальное проектирование конструкций при помощи САПР КОМПАС 4 заняло не меньше времени, чем та же работа традиционными методами (поскольку освоение компьютера и системы шло параллельно с проектированием), то на этапе согласования и внесения корректировок, необходимость которых определялась постоянными изменениями технического проекта, был получен большой выигрыш во времени и качестве выпущенной рабочей документации.

Еще больший выигрыш во времени дал машинный выпуск калек разработанных чертежей. В ходе работ были созданы информационные базы из фрагментов часто применяемых узлов и деталей.

Значительно быстрее при помощи САПР КОМПАС 4 были выпущены и текстовые документы, в частности, паспорта изделий, так как в качестве иллюстраций для них были применены готовые фрагменты ранее выпущенных чертежей.

Первый положительный опыт применения САПР воодушевил специалистов предприятия. Было написано несколько приложений в системе прикладных разработок КОМПАС-МАСТЕР, началось использование САПР на базе ПК и по другим проектам.

Автоматизированный системный подход был внедрен в НИСКБ "Спектр" при разработке резинокордного компенсирующего углового патрубка. Такие патрубки используются в системе охлаждения корабля, а конверсионные аналоги применяются для снижения гидросопротивления, вибрации и повышения надежности насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций (НПС) магистральных нефтепроводов. Прочностные характеристики патрубков моделировались на персональных компьютерах методом конечных элементов, испытания и комплексные исследования характеристик проводились с применением автоматизированных систем сбора и обработки информации, а при проектировании и выпуске части рабочей документации была использована САПР КОМПАС 4. Испытания и опытная эксплуатация патрубков на НПС "Степная" (Республика Казахстан) показали целесообразность использования автоматизированного системного подхода и, в частности, программного пакета КОМПАС 4 при проектировании сложных инженерных объектов и их элементов.

В настоящее время программное обеспечение КОМПАС 4 широко используется для проектирования нефтегазопромыслового оборудования и элементов сталепрокатного производства: подшипников и их уплотнений, а также систем амортизации, смягчающих ударные нагрузки на элементы прокатных станов.

Наши специалисты, в основном, остались довольны и новой версией системы КОМПАС. Первое знакомство с КОМПАС 5 для Windows показало, что он может быть освоен в течение недели, интуитивно понятен и удобен в работе, совместим с используемыми на предприятии пакетами КОМПАС 4 и АutoCАD, позволяет быстро и качественно выпускать конструкторскую документацию в полном соответствии с ЕСКД и требованиями государственных и отраслевых стандартов. Предварительный экономический анализ подтверждает целесообразность приобретения новой версии "электронного кульмана". Даже при сохранении отмеченного после внедрения КОМПАС 4 пятидесятипроцентного увеличения производительности труда стоимость нового пакета и затраты на обучение персонала окупятся после выполнения первого же небольшого проекта. Необходимо учесть, что от проекта к проекту (особенно, если они включают аналогичные узлы и детали) производительность труда конструкторов будет возрастать.

Параллельное внедрение систем электронного документооборота (сейчас мы анализируем пакеты RxEDM и DOCS Oрen) и перевод имеющихся в объединении бумажных архивов в электронный формат с помощью программного обеспечения Sрotlight и Vectory позволит нам создать действительно комплексную автоматизированную систему проектирования сложных инженерных объектов, изготавливаемых на СЕВМАШе.

Начало страницы...