ЦИФРОВЫЕ ИННОВАЦИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ - Проректор, Директор института машиностроения и инжиниринга д.т.н., проф. Кутин Андрей Анатольевич
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ЦИФРОВЫЕ ИННОВАЦИИ В
МАШИНОСТРОЕНИИ
Проректор, Директор института
машиностроения и инжиниринга
д.т.н., проф. Кутин Андрей Анатольевич
ЭВОЛЮЦИЯ БИЗНЕСА ЦИФРОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Продажи
Высокий Логистика
Логистика Сервисное сопровождение
Уровень цифрового проникновения
Сервисное сопровождение Маркетинг
Маркетинг Маркетинг Снабжение
Снабжение Снабжение Производство
Снабжение Производство Производство Проектирование
Производство Проектирование Проектирование
Производство Проектирование
Проектирование
Цифровые Совместное управление
Автоматизация Автоматизированное
Электронное двойники и жизненным циклом и
проектирования и конструирование и цифровой облачный
производства производство
создание продукта совместное
проектирование бизнес
Низкий 2
1970 1980 1990 2000 2010 2020
МАТРИЦА НТИ* *По материалам АСИ 3
ТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД К АВТОМАТИЗАЦИИ
Технический
документооборот (PDM)
Пользователи и доступ
Учётная (складская) система Файлы
Конструкторско-
Почта технологическая подготовка
Архив документов Пользователи и доступ производства (CAD+CAPP)
Отчёты Файлы
Поиск Почта
Бизнес-процессы Архив документов
Управление взаимоотношениями Администрирование Отчёты
с клиентами (CRM) Поиск
Бизнес-процессы
Администрирование Управление проектами (PM)
Пользователи и доступ
Файлы
Почта
Офисный (канцелярский) Архив документов Пользователи и доступ
документооборот (Workflow) Файлы
Отчёты
Почта
Поиск
Бизнес-процессы
Архив документов
Отчёты
Администрирование
Администрирование
Собственные Пользователи и доступ
информационные системы Файлы
Пользователи и доступ
Отчёты
Файлы Управление ТО и ремонтом оборудования
Поиск Почта
Бизнес-процессы
Администрирование
Архив документов
Отчёты
Файлы Поиск
Бизнес-процессы
Архив документов Администрирование
Отчёты
Оперативно-календарное
планирование (MES) 4
ЦИФРОВАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ ПЛАТФОРМА
Создание специализированных систем числового программного управления
Создание систем по сбору и обработке данных с производства, мониторингу технологических процессов
Создание инструментария с дополненной и виртуальной реальностью, работа с облачными решениями
5
Молодежные инновационные проекты
в области Индустрия 4.0
Интерактивный комплекс виртуальной Интерактивный комплекс дополненной реальности
реальности для обучения работе на для обучения программированию и наладке станков с
технологическом оборудовании с ЧПУ ЧПУ
Комплекс идентификации операторов технологического
оборудования
Расширение интерфейса оператора системы ЧПУ
с применением Web-технологий и AR
Локальный сервер
Система ЧПУ
Облачные вычисления
6
Научная и технологическая инфраструктура аддитивного
производства МГТУ «СТАНКИН»
Лабораторный комплекс инновационного аддитивного производства
включает:
• участки аддитивного производства, быстрого прототипирования и
инженерии поверхности;
• участок подготовки и исследования металлических порошков;
• участок металлографического анализа;
• участок оптической диагностики;
• участок исследования свойств материалов (оснащён спектром
испытательных машин);
• участок метрологического контроля (оснащён координатно-
измерительными машинами и другим оборудованием).
7
ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ
МАТЕРИАЛ - TI6AL4V
Цели:
• Сокращение сложного технологического цикла
изготовления.
• Сокращение времени изготовления («выращивание»
заготовки 26 часов).
• Увеличение прочностных характеристик изделия.
8
КОМПЛЕКСНЫЙ ПИЛОТНЫЙ ПРОЕКТ «ЦИФРОВОЙ ИНЖИНИРИНГ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ В МАШИНОСТРОЕНИИ»
1.Фундаментальные исследования (Институты РАН, вузы)
• Установление взаимосвязей и выявление закономерностей между этапами проектирования,
изготовления и эксплуатации цифрового производства на основе обобщенной математической модели
цифрового производства как системы взаимосвязанных информационных и производственных
технологий
2. Прикладные исследования (инжиниринговые компании,
вузы)
• Построение модели цифрового производства на базе единой информационной платформы,
определяющей его структуру, расположение технологического оборудования и все виды обеспечений
• Имитационное моделирование материальных и информационных потоков в цифровых производствах
3. Апробация и внедрение (индустриальные партнеры,
технопарки)
9
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ
«Определение» производственной системы
В пространстве: Структурно:
Основание: жесткие ограничения по Основание: жесткие ограничения по ресурсам,
производственным площадям непостоянство объема работ 10ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Потоки данных при проведении имитационного моделирования
Входные данные Выходные данные
Постановка задачи
Номенклатура
изделий, заготовок
и график поставок
Элементы 2D или 3D модель
технологической логистической системы
системы
Элементы Отчеты
транспортной (статистические данные)
системы
Элементы Наилучшее решение по
складской системы организации работы
производственной системы
Правила движения Оптимальные значения
материальных потоков параметров
логистической системы
Рабочие смены (целевой функции)
и график работ
11ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ : ПРАКТИКА
СРАВНЕНИЯ ВАРИАНТОВ
При верификации проекта производства одного из машиностроительных заводов было разработано две
модели одной и той же производственной системы с использованием двух различных инструментов:
Практически идентичные результаты моделирования в обоих случаях
использованы как дополнительный источник подтверждения корректности
работы моделей:
Состояние моделей производства в момент t=358,14 ч.
Согласно модели в Согласно модели в
Расчет Excel
ANYLOGIC
DELMIA QUEST AnyLogic
№
п/п Модель Экземпляр Utilization, Экземпляр
К ср. Кзо факт.
оборудования зо оборудования % факт. оборудования
1 DMC43VCD_1 69.995 DMC43VCD[0] 0.699
2 DMC43VCD_2 69.744 DMC43VCD[1] 0.696
3 DMC43VCD_3 69.816 DMC43VCD[2] 0.701
4 DMC43VCD_4 69.774 DMC43VCD[3] 0.697
5 DMC43VCD_5 70.361 DMC43VCD[4] 0.701
DELMIA QUEST
6 DMC43VCD 0.696 DMC43VCD_6 69.947 DMC43VCD[5] 0.701
7 DMC43VCD_7 69.993 DMC43VCD[6] 0.696
8 DMC43VCD_8 69.745 DMC43VCD[7] 0.699
9 DMC43VCD_9 69.825 DMC43VCD[8] 0.696
10 DMC43VCD_10 69.760 DMC43VCD[9] 0.695
DMC43VCD_11 69.759 DMC43VCD[10] 0.701 12
11СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Планировочные решения по расчетам Планировочные решения по результатам
завода моделирования
1. Производительность увеличена на 313 %.
2. Производственная площадь осталась без изменений.
3. Изменена спецификация технологического оборудования
(тип и модели оборудования и их количество) 13ПЕРЕХОД ОТ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ИЗДЕЛИЯ К ЦИФРОВОМУ ДВОЙНИКУ
ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ
Цифровой двойник изделия Цифровой двойник производственной
системы
Управление жизненным Управление жизненным циклом
циклом изделия производственной системы
Конструкторская АСУ ТП
подготовка производства Логистика
Технологическая подготовка Управление производственными
производства процессами
Изготовление изделия Мониторинг оборудования
Эксплуатация изделия Управление ресурсами
Планирование
Управление ТОиР 14АПРОБАЦИЯ
В настоящее время разработан опытно-промышленный образец системы имитационного
моделирования производственных процессов изготовления наукоемких изделий, включая
технологические процессы планирования производства, процессы технического обслуживания и
ремонта производственного оборудования. Опытно-промышленный образец апробирован на ОАО
«ОРКК», ПАО «ИСКРА», АО «Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова»,
ПАО «Криогенмаш», АО Концерн ВКО «Алмаз-Антей»
15Вы также можете почитать
