Система DELMIA как решение для моделирования производственной деятельности

Конкурентная борьба заставляет производителей выискивать резервы на всех стадиях жизненного цикла изделия. Одной из крупных областей, где еще остались резервы для экономии, является производственная деятельность. В качестве таковой можно понимать как деятельность на этапе производства изделия, так и деятельность на этапе эксплуатации.

Современные CAD-системы предоставляют весьма ограниченный инструментарий для анализа этого этапа. Поэтому возникает потребность в создании специализированных решений, предназначенных для планирования и управления производственными процессами. Ядром таких решений является математическая модель объектов, участвующих в производственном процессе, и подробное описание самих процессов.

Современное производство должно быть эффективным. Для этого необходимо обеспечить высокую производительность при минимальных затратах времени и средств. Среди прочего, важно гарантировать рациональное использование производственных площадей, оптимизировать расходы материала, равномерно загрузить оборудование. В условиях постоянно развивающегося производства традиционные методы решения таких задач становятся неэффективными.

Применение автоматизации на отдельных участках не дает желаемого эффекта, так как остается нерешенной задача взаимодействия всей системы в целом. Возникает потребность спланировать это взаимодействие. Качество и точность такого планирования напрямую влияют на производительность промышленных мощностей. В этом смысле и в контексте конкретного рынка, предприятия нуждаются в моделировании развития своих производственных мощностей для принятия точных стратегических решений.

В качестве решения компания Dassault Systèmes предлагает систему DELMIA. Эта система позволяет создать виртуальное предприятие с учетом имеющихся производственных мощностей (промышленного оборудования, роботов, операторов), в котором каждый параметр может меняться по желанию до тех пор, пока не будет создана наиболее подходящая конфигурация. DELMIA – это программный комплекс, предназначенный для проектирования, планирования и оптимизации производственных процессов. Основным преимуществом данной системы является то, что она представляет собой комплексное решение. DELMIA позволяет моделировать среду, полностью соответствующую реальной фабрике: от действий отдельных исполнителей до размещения складов и сборочных линий.

Система DELMIA, как и другие продукты компании Dassault Systèmes, основывается на PPR-модели данных об изделии (продукт, процесс, ресурс). Эта модель объединяет в себе собственно 3D-модель изделия, процессы и требуемые ресурсы, что позволяет обеспечить обмен информацией между всеми модулями системы, в том числе и внешними. Работа с моделями CATIA и обращение к базам SMARTEAM или ENOVIA не требует дополнительных средств и происходит в рамках концепции PPR Hub. Для взаимодействия с другими системами поставляется набор конвертеров, позволяющих транслировать модели в формат, доступный для DELMIA.

Рис. 1. Схематичное представление решений DELMIA

Основным преимуществом DELMIA является возможность спроектировать и оценить технологию изготовления разрабатываемой конструкции ещё на этапе проектирования. При этом, 3D-моделирование технологических процессов позволяет ощутимо снизить себестоимость изготовления сложных изделий. Характерной особенностью работы с DELMIA является то, что моделирование и проектирование процессов связаны между собой. Создавая на компьютере симуляцию того или иного процесса, мы автоматически проектируем последовательность его выполнения.

Инструменты, предлагаемые DELMIA, можно разделить по нескольким направлениям. Рассмотрим их подробнее.

Process Planning

Здесь реализуются построение общей схемы процессов, расчет времени, планирование процессов и ресурсов, оценка стоимости, обеспечение непрерывности производственного процесса. К этому направлению относятся два модуля:

• DELMIA Process Engineer – разработка структуры производственных процессов; позволяет найти оптимальное решение поставленной задачи за счет реализации методологии проектирования, в рамках которой можно оценить стоимость проектируемых процессов и провести анализ альтернативных вариантов;
• DELMIA PPR Navigator – обеспечивает доступ ко всей информации, проходящей через PPR Hub.

Рис. 2. DELMIA DPM Assembly

DELMIA Process Detailing & Validation

Здесь происходит детализация данных, полученных в процессе планирования с помощью программных модулей Process Planing. Проводится трехмерное моделирование производственных процессов с учетом реальных геометрических характеристик изделий. Выполняемым технологическим операциям соответствуют следующие модули:

• DPM Assembly Planning – проектирование сборочных процессов;
• DPM Fastener Planning – проектирование соединений;
• DPM Machining Planning – планирование процессов обработки деталей;
• DPM Inspection Planning – проектирование процессов контроля качества изделий;
• MTM Planning – планирование времени выполнения операций.

Для точной оценки производительности можно подключить модуль DELMIA HUMAN, предназначенный для моделирования действий человека и эргономического анализа.

Рис. 3. DELMIA V5 INSPECT

DELMIA Resource Modeling & Simulation

Этот набор модулей предоставляет инструментарий для разработки процессов непосредственной обработки деталей. С его помощью осуществляется формирование программ для станков с ЧПУ, проектирование процессов для промышленных роботов, разработка программ оценки качества изделий, расчет эргономики.

К этому направлению относятся следующие модули:

• DELMIA V5 ROBOTICS – проектирование процессов с участием промышленных роботов (включает в себя виртуальное обучение, генерацию программ и всевозможный анализ);
• DELMIA V5 DPM POWERTRAIN – планирование процессов механической обработки;
• DELMIA QUEST – инструмент для моделирования производственных потоков и эффективного анализа, а также для моделирования диаграмм планировки завода;
• DELMIA V5 INSPECT – контроль параметров изделий.

Эти продукты делают возможным достижение оптимального баланса на производстве с реальным оборудованием в потоках и реальными сроками, и, следовательно, позволяют уменьшить производственные затраты.

Уникальная модель PPR обеспечивает полное управление жизненным циклом изделия 3D PLM (Product Lifecycle Management) в представлении компании Dassault Systèmes.

Компании, обеспеченные возможностью виртуального моделирования, могут в дальнейшем контролировать цикл разработки своих продуктов и производственные мощности.

Возможность виртуального моделирования не только локальных процессов (таких, как программирование роботов и станков с ЧПУ, проектирование деталей и оснастки в цифровой среде), но и всех этапов производства, начиная от концепции и заканчивая утилизацией, позволяет качественно улучшить временные и экономические параметры производства.

По современному состоянию система DELMIA является воплощением идеологии управления жизненного цикла изделия на базе цифрового макета компании Dassault Systèmes, хотя она работает не только с данными CAD/CAM-системы CATIA, но и с данными любых других систем. В качестве примера можно привести широкое распространение системы DELMIA на предприятиях и филиалах фирмы General Motors.

Следует подчеркнуть, что идеология продуктов DELMIA полностью соответствует концепции "цифрового предприятия", в котором все объекты и процессы моделируются на компьютере до начала реальных физических действий над ними.

Рис. 4. DELMIA V5 ROBOTICS	Рис. 5. DELMIA QUEST
Рис. 6. Моделирование ручных операций с помощью DELMIA Human Simulation	Рис. 7. Process Planing в анализе сборки сложных объектов