Wyeliminowano fazy testowania prototypów oraz znacznie zredukowano koszty programu, ponieważ skrócono o 50 procent czas projektowania silników.

Transkrypt

1 NX Teamcenter Dzięki wykorzystaniu technologii dostarczonej przez firmę Siemens PLM Software firmie udało się wykonać projekt silnika SaM146 w rekordowo krótkim czasie. Branża Silniki lotnicze Wyzwania biznesowe Ekspansja na międzynarodowy rynek silników lotniczych Wprowadzenie na rynek nowej rodziny produktów Szybsze i tańsze projektowanie silników Klucze do sukcesu Wdrożenie oprogramowania NX CAD/CAE/CAM oraz TeamCenter PDM Wprowadzenie efektywnych procesów biznesowych Wdrożenie współbieżnego projektowania Zastąpienie studiów eksperymentalnych analizą projektową realizowaną przy wykorzystaniu superkomputera Rezultaty Skrócenie o połowę fazy projektowania silników Wyeliminowanie faz testowania prototypów, znaczna redukcja kosztów programu Wyeliminowano fazy testowania prototypów oraz znacznie zredukowano koszty programu, ponieważ skrócono o 50 procent czas projektowania silników. Specjaliści w zakresie silników turbinowych Firma Research and Production Company () projektuje oraz produkuje silniki turbinowe dla samolotów odrzutowych komercyjnych i wojskowych, okrętów marynarki wojennej, elektrowni oraz stacji przesyłu gazu. Firma powstała w 1916 roku i obecnie wchodzi w skład koncernu United Engine Corporation (UEC). Jednym z jej najważniejszych osiągnięć jest zaprojektowanie silnika SaM146. Silnik ten został opracowany we współpracy z francuską firmą Snecma i jest przeznaczony dla rodziny samolotów pasażerskich Suchoj Superjet 100, obsługujących zarówno połączenia regionalne, jak i dalekiego zasięgu. Główne biuro projektowe oraz zakład produkcji silników znajdują się w miejscowości Rybińsk położonej w Obwodzie Jarosławskim w Rosji. Oddziały firmy znajdują się także w Moskwie, w tym słynne Centrum Badawczo Produkcyjne im. [Archipa Michajłowicza] Liulki w Petersburgu, w Permie oraz w Łytkarinie. Zaawansowane nowoczesne rozwiązania wspomagają realizację projektów lotniczych wykorzystujących najnowsze osiągnięcia naukowe. Przez ostatnią dekadę rozwijała swoje możliwości produkcyjno-technologiczne oraz powiększała portfel produktów. Kiedyś firma posiadała zakład produkcyjny, który wytwarzał tylko jeden produkt silniki D30 KU/KP dla samolotów Tupolew 154. W Rosji wyprodukowano tych silników znacznie więcej, niż jakichkolwiek innych silników lotniczych. Były one stosowane w odrzutowych samolotach pasażerskich Iliuszyn 62 (IŁ-62), których okres użytkowania właśnie dobiega końca, oraz w wojskowych odrzutowych samolotach transportowych Iliuszyn 76 (IŁ-76). Obecnie jednocześnie prowadzi prace projektowe nad ponad 10 nowymi silnikami odrzutowymi i zarządza całymi siemens.com/plm

2 Rezultaty (ciąg dalszy) Zaprojektowanie i przeprowadzenie procesu certyfikacji silnika SaM146, wysoki stopień zaawansowania realizacji innych projektów o podobnej skali Wdrożenie efektywnie działającego wirtualnego środowiska projektowego Nawiązanie efektywnej współpracy z partnerem międzynarodowym firmą Snecma z Francji Dzięki rozwiązaniom dostarczonym przez firmę Siemens PLM Software w znaczący sposób skróciliśmy czas projektowania silników i wprowadziliśmy procesy biznesowe odpowiadające nowoczesnym praktykom spełniające standardy międzynarodowe. W rezultacie, nasza firma stała się równorzędnym partnerem w realizacji dużych projektów międzynarodowych, takich jak program SaM146. cyklami życia swoich produktów - od procesu produkcji, aż po obsługę posprzedażną świadczoną jej klientom. Firma przekształciła się w innowacyjnego pioniera przemysłu lotniczego, posiadającego ogromne możliwości w zakresie projektowania i konstruowania silników, a także nowoczesne zakłady wytwórcze o dużych możliwościach produkcyjnych. Co było katalizatorem tej transformacji, która zakończyła się ogromnym sukcesem? Na przełomie tysiącleci stanęliśmy przed trudnymi wyzwaniami: jak stać się największym w Rosji producentem silników odrzutowych, jak wejść na globalny rynek światowy oraz jak wdrożyć nowe obszary działalności, takie jak: na przykład, obsługa posprzedażna mówi, dyrektor Działu IT (technologii informatycznych) w. Musieliśmy zaprojektować i wprowadzić na rynek nową rodzinę produktów. Zarząd firmy zdał sobie sprawę, że system zarządzania danymi projektowo konstrukcyjnymi musiał zostać drastycznie zmieniony na skutek powszechnego zastosowania zaawansowanych technologii informatycznych. Przyczyną tego nie była tylko potrzeba podążania za modą i duchem czasu, lecz przede wszystkim konieczność zaspokojenia rzeczywistych potrzeb firmy. Konkurując na agresywnym rynku, nie mogliśmy sobie pozwolić na to, by projektowanie nowego silnika zajęło nam 15 lat, jak miało to miejsce w czasach Związku Radzieckiego. Silnik odrzutowy jest jednym z najbardziej złożonych, wymagającym wykonania największej ilości skomplikowanych zadań projektowych produktów, jakie kiedykolwiek powstały. Zaprojektowanie silnika odrzutowego wymaga przeprowadzenia wnikliwych analiz i badań eksperymentalnych w zakresie termodynamiki, aerodynamiki, wytrzymałości materiałów, akustyki oraz nauk o materiałach. Nic dziwnego zatem, że przed wdrożeniem na szeroką skalę zaawan- sowanych technologii informatycznych w proces projektowania, cykl projektowania nowego silnika trwał od 12 do 15 lat. Większość tego czasu była poświęcona na eksperymentalne doskonalenie osiągów eksploatacyjnych: należało przeprowadzić próby niszczące na dziesiątkach, a nawet setkach, prototypów, aby zweryfikować osiągi i charakterystyki eksploatacyjne i odpowiednio zmodyfikować parametry projektowe. Na przełomie tysiącleci stało się oczywiste, że pomyślne konkurowanie na globalnym rynku silników lotniczych wymaga szybszego i tańszego projektowania, co było niemożliwe bez wdrożenia na dużą skalę systemów komputerowego wspomagania prac projektowych (CAD) oraz zarządzania cyklem życia produktu (PLM). W przeprowadzono analizę funkcjonalności najbardziej liczących się na rynku systemach CAD i PLM i wybrano rozwiązania oferowane przez Siemens PLM Software, jako narzędzie do wspierania realizacji planów i celów firmy. Dyrektor Zelenkow wyjaśnia: Produkty oferowane przez Siemens PLM Software dały nam szereg korzyści. Po pierwsze, potrzebowaliśmy dużej funkcjonalności w zakresie projektowania, a ich oprogramowanie wspomagające realizację procesu projektowego doskonale pasuje do naszych potrzeb. Po drugie, było dla nas ważne, aby produkty Siemens PLM Software dały się zintegrować z produktami pochodzącymi od innych dostawców. Na przykład Snecma, z którą w tym czasie planowaliśmy nawiązać współpracę nad silnikiem Sam 146, używała innego oprogramowania. Technologie oferowane przez Siemens PLM Software były też bardzo konkurencyjne, jeśli chodzi o cenę. W 2001 roku na pokazach lotniczych w Moskwie Moscow Air Show NPO Saturn zawarła z firmą Siemens PLM Software swój pierwszy większy kontrakt. Obejmował on dwa rozwiązania: oprogra-

3 mowanie NX w dwóch podstawowych konfiguracjach przeznaczonych dla projektantów i inżynierów produkcji oraz oprogramowanie Teamcenter, służące do kompleksowego zarządzania cyklem życia produktów. Oprogramowanie to dostarczono za pośrednictwem ZAO Innovation Technologies and Solutions - partnera handlowego firmy Siemens PLM Software. Firma ZAO pozostaje dla podstawowym dostawcą usług w zakresie licencjonowania i implementacji oprogramowania PLM. Stało się jasne, ze modelowanie 3D (trójwymiarowe) nie jest już wystarczające, potrzebna jest funkcjonalność umożliwiająca w jakimś stopniu wymianę danych oraz wspomaganie procesów mówi Zelenkow. Dlatego, zdecydowaliśmy się na wdrożenie systemów CAD i PDM prawie w tym samym czasie. Dalej wyjaśnia: Wdrożenie oprogramowania Teamcenter było nieznacznie opóźnione w stosunku do wdrażania oprogramowania NX, ponieważ wiedzieliśmy, że system PDM będzie wymagał wprowadzenia pewnych zmian w funkcjonujących w firmie procesach przepływu zadań (workflow). Początkowo kupiliśmy kilkanaście licencji oprogramowania Teamcenter, po czym na ich podstawie przeprowadziliśmy analizę funkcjonalności tego rozwiązania oraz jego możliwości. Wdrożenie na dużą skalę tego narzędzia oraz biegłe opanowanie zasad posługiwania się nim nastąpiło później. Wprowadzenie procesów biznesowych odzwierciedlających nowoczesne praktyki odpowiadające standardom międzynarodowym W roku 2003 oraz Snecma wspólnie rozpoczęły proces projektowania nowego dwuprzepływowego silnika turbinowego SaM146, przeznaczonego dla rodziny samolotów Suchoj Superjet 100. Dla NPO Saturn, współpraca z jednym z wiodących producentów przemysłu lotniczego okazała się być bardzo cennym doświadczeniem, szczególnie w zakresie zastosowania i wykorzystania zaawansowanych praktyk biznesowych. Obecnie technologie komputerowego wspomagania procesów projektowych (CAx) są w precyzyjnie dostosowane do potrzeb, a firma intensywnie wykorzystuje oprogramowanie NX do projektowania cyfrowych makiet silników i oprogramowanie Teamcenter do kompleksowego zarządzania danymi dotyczącymi produkcji (PDM). Funkcjonujące w wirtualne środowisko przeznaczone do projektowania silników umożliwia zarządzanie pełnym cyklem życia produktu, modelowanie 3D (trójwymiarowe), zarządzanie konfiguracjami produktów oraz programowanie sterowania numerycznego (NC). Firma posiada setki obrabiarek sterowanych numerycznie. Technologie Siemens PLM Software są używane na każdym etapie procesu projektowania i produkcji. Musieliśmy wprowadzić procesy biznesowe, które byłyby odpowiednie dla geograficznie oddalonych firm i spełniałyby wymagania europejskich urzędów lotnictwa cywilnego podkreśla Zelenkow. Od początku wiedzieliśmy, że oprogramowanie Teamcenter jest dobrym wyborem, jeśli chodzi o kooperacyjne projektowanie, usprawnienie procesów i współbieżne wykonywanie prac projektowych. Jednakże ze względu na fakt, iż partner firmy Snecma - wykorzystywała inne oprogramowanie klasy CAD i PLM, integracja stanowiła problem, który został szybko rozwiązany, dzięki wykorzystaniu języka XML i formatu STEP. Sprawna komunikacja miała zasadnicze znaczenie, ponieważ inżynierowie w Rosji i we Francji codziennie wymieniali miedzy sobą bardzo ważne dane. Mimo, że procesy biznesowe wprowadzone podczas projektowania silnika SaM146 różnią się niekiedy od procesów biznesowych powszechnie stosowanych w przemyśle silników lotniczych w Rosji, rozważa wprowadzenie tych procesów także do wszystkich projektów o zasięgu krajowym. Procesy współpracy, które wprowadziliśmy wraz z wdrożeniem oprogramowania Teamcenter, są zbliżone do modelu międzynarodowego mówi Zelenkow. Dostrzegamy w tym wiele korzyści. Wszystkie fazy cyklu projektowania silnika analizy techniczne, planowanie produkcji, programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie (NC), fazy produkcji oraz próby i testy są realizowane w sposób współbieżny i zsynchronizowany, a nie jedna po drugiej Dzięki temu, całkowity czas wykonania projektu ulega znacznemu skróceniu.

4 Obecnie, w procesach produkcji realizowanych w firmie w ogóle nie korzysta się z dokumentacji papierowej. Czasami zdarza się, że rysunki techniczne są drukowane dla celów produkcyjnych, jednak dzieje się tak wówczas, gdy ze względu na specyfikę produktu jest to wygodniejsze, niż korzystanie z modelu 3D (trójwymiarowego). W przypadku nowego silnika SaM146, wszystkie parametry zostały zoptymalizowane przy wykorzystaniu technologii PLM i superkomputera. Wykorzystanie technologii cyfrowych pomogło w znacznym stopniu obniżyć koszty projektowania, ponieważ rzeczywiste prototypy nie były już potrzebne. Wykonanie projektu w rekordowo krótkim czasie Silnik SaM146 uzyskał certyfikat europejski w 2010 roku. Zaprojektowanie silnika trwało 7 lat, tj. o połowę krócej, niż trwało projektowanie silników lotniczych przed wykorzystaniem oprogramowania dostarczonego przez firmę Siemens PLM Software. Krótszy czas projektowania wynika z zastosowania zaawansowanych funkcjonalności oprogramowania NX i Teamcenter, a także z wykorzystania przez firmę superkomputerów. Swój pierwszy superkomputer firma wdrożyła w roku Wykonywał on analizy parametryczne, które wyeliminowały konieczność przeprowadzania wielu rzeczywistych prób i testów. Technologie dostarczone przez firmę Siemens PLM Software są wykorzystywane na pierwszym etapie analizy technicznej, jeszcze przed pracą superkomputera. Zmiany w naszych procesach są bardzo znaczące twierdzi Zelenkow. W pracach projektowych nad silnikiem SaM146 nie wykonaliśmy ani jednego prototypu silnika. Przed rozpoczęciem wykorzystywania oprogramowania NX i Teamcenter zwykle budowaliśmy dziesiątki, a nawet setki prototypów. Na przykład, gdy w latach 70. i 80. projektowaliśmy silnik AL 31F dla myśliwca Suchoj 27 (SU 27), zbudowaliśmy i zniszczyliśmy podczas prowadzonych prób i testów aż 50 kompletnych prototypów silnika, nie licząc prototypów poszczególnych części i podzespołów. W przypadku nowego silnika SaM146 wszystkie parametry zostały zoptymalizowane przy wykorzystaniu technologii PLM i superkomputera. Wykorzystanie technologii cyfrowych pomogło w znacznym stopniu obniżyć koszty projektowania, ponieważ fizyczne prototypy nie były już potrzebne. Użycia prototypów podczas badań i testów certyfikacyjnych wymagają w przypadku silników odrzutowych lotnictwa cywilnego przepisy prawa określające badania zdatności do lotu silników lotniczych. Z tego względu zbudowano osiem prototypów silnika SaM146, na których przeprowadzono różne testy: zderzenie z ptakiem, test pracy silnika w przypadku oblodzenia, test w przypadku oderwania się łopatki w turbinie itp. Wszystkie próby i testy certyfikacyjne silnik przeszedł już za pierwszym razem, dzięki wykonanej wcześniej bardzo dokładnej analizie technicznej przeprowadzonej przy zastosowaniu metod cyfrowych. Optymalizacja wykonywanych współbieżnie zadań projektowych W 2010 roku firma przystąpiła wspólnie z kilkoma firmami z UE do prac projektowych nad zaawansowanym technologicznie nowym silnikiem odrzutowym PD 14, który ma się charakteryzować bardzo oszczędnym zużyciem paliwa. Projektem kieruje firma JSC Aviadvigatiel z siedzibą w mieście Perm. Projektowany silnik przeznaczony jest dla samolotu pasażerskiego MS21 dalekiego zasięgu. Do projektu, jako platformę dla technologii PLM zarządzania cyklem życia produktu, wybrano oprogramowanie NX i Teamcenter. Doświadczenie zdobyte przez firmę przy realizacji programu SaM146 ułatwiło utworzenie jednolitej infrastruktury dla nowego projektu, a także usprawniło zarządzanie oraz koordynowanie współpracą pomiędzy inżynierami pracującymi w Permie i Rybińsku. Podobnie jak w przypadku projektowania silnika SaM146, takie podejście zoptymalizowało zadania projektowe wykonywane współbieżnie. Wszystkie fazy cyklu projektowania silnika analizy techniczne, planowanie produkcji, programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie (NC), fazy produkcji oraz próby i testy są realizowane w sposób współbieżny i zsynchronizowany, a nie jedna po drugiej mówi Zelenkow. Na przykład, gdy zakończy się projektowanie pewnych elementów, ich produkcja rozpoczyna się jeszcze przed ostatecznym zatwierdzeniem. Dzięki temu, całkowity czas wykonania projektu ulega znacznemu skróceniu. Dyrektor Zelenkow podkreśla, że oprogramowanie NX oraz Teamcenter w pełni umożliwiają współbieżne wykonywanie zadań projektowych oraz, zapewniają strukturalny dostęp do trójwymiarowego modelu produktu głównego oraz jego części i podzespołów. Gdy główny model zostanie zmieniony, narzędzia asocjacyjne identyfikują elementy, na które zmiany te mają wpływ

5 Rozwiązania / Usługi NX siemens.com/nx Teamcenter siemens.com/teamcenter Główny obszar działalności Klienta Firma Research and Production Company () projektuje oraz wytwarza silniki turbinowe dla komercyjnych i wojskowych samolotów odrzutowych, okrętów marynarki wojennej, elektrowni oraz stacji przesyłu gazu. Firma powstała w 1916 roku i obecnie wchodzi w skład koncernu United Engine Corporation (UEC). Lokalizacja Klienta Rosja Partner handlowy ZAO Innovation Technologies and Solutions Zaawansowane technologie dostarczone przez firmę Siemens PLM Software umożliwiają firmie NPO Saturn szybkie wytwarzanie konkurencyjnych produktów spełniających wymagania określone w obowiązujących przepisach prawa. Dzięki systemowi PLM firma NPO Saturn zredukowała koszty projektowania i produkcji, zdobyła wiedzę i doświadczenie oraz efektywnie zarządza łańcuchem dostaw. Dmitrij Kramenskow Wicedyrektor Generalny ZAO Innovation Technologies and Solutions Kontakt Siemens Industry Software Polska Żupnicza Warszawa Tel Fax siemens.com/plm i umożliwiają wprowadzenie niezbędnych korekt. Współbieżne wykonywanie prac projektowych pozwoliło firmie nie tylko zwiększyć wydajność realizacji procesu projektowania, lecz także usprawnić współdziałanie z podwykonawcami i dostawcami. Relacje pomiędzy interesariuszami całego łańcucha wartości (zarówno wewnętrznymi, jak i spoza firmy) są obsługiwane w taki sposób, że każdą zmianę cyklu życia produktu można łatwo śledzić i nią zarządzać. Przedterminowe rozpoczęcie testów z prototypem myśliwca PAK FA Prace nad wielozadaniowym myśliwcem piątej generacji (o fabrycznym oznaczeniu [Suchoj] T-50) są milowym krokiem w rozwoju rosyjskiego przemysłu lotniczego i kosmonautycznego. uczestniczy w tym programie wraz z innymi firmami koncernu United Engine Corporation. Rolę głównego projektanta myśliwca gra moskiewskie Centrum Badawczo Produkcyjne im [Archipa Michajłowicza] Liulki. Produkt 117 to wewnętrzna nazwa silnika, w który ma być wyposażony zaawansowany, niewykrywalny dla radarów myśliwiec pola walki PAK FA. Wg opinii dyrektora Zelenkowa, technologie Siemens PLM Software pomogły firmie NPO Saturn znacząco zredukować czas niezbędny do zaprojektowania silnika dla nowego myśliwca. Rozwój technologii wojskowych w większym stopniu bazuje na osiągnięciach nauki niż rozwój techniki do zastosowań cywilnych - twierdzi Zelenkow. Na przykład materiałoznawstwo odgrywa w nim istotną rolę. Dlatego też wymaga więcej czasu. Mimo to, Produkt 117 został zaprojektowany wcześniej niż planowano dzięki technice cyfrowego modelowania i analizom technicznym wykonanym na wczesnym etapie projektowania. Znacznie obniżone koszty, większa wiedza i zwiększona efektywność Obecnie rozwiązania dostarczone przez Siemens PLM Software są wykorzystywane w całej i używane przez setki inżynierów w codziennej pracy. Wg opinii dyrektora Zelenkowa wartość dodana wnoszona przez te rozwiązania jest znacząca. Dzięki rozwiązaniom firmy Siemens PLM Software w znaczący sposób skróciliśmy czas projektowania silników i wprowadziliśmy procesy biznesowe odpowiadające nowoczesnym praktykom i spełniające standardy międzynarodowe. W rezultacie nasza firma stała się liczącym się partnerem w realizacji dużych projektów międzynarodowych, takich jak program SaM146 zaznacza Zelenkow i dodaje: Obecnie, w procesach produkcji realizowanych przez w ogóle nie korzysta się z dokumentacji papierowej. Czasami zdarza się, że rysunki techniczne są drukowane dla celów produkcyjnych, jednak dzieje się tak wówczas, gdy ze względu na specyfikę produktu jest to wygodniejsze niż korzystanie z modelu trójwymiarowego. Dmitrij Kramenskow, Zastępca Dyrektora Generalnego w firmie ZAO Innovation Technologies and Solutions, dodaje: Zaawansowane technologie firmy Siemens PLM Software umożliwiają firmie szybkie wytwarzanie konkurencyjnych produktów spełniających wymagania określone w obowiązujących przepisach prawa. Dzięki systemowi PLM, udało się zredukować koszty projektowania i produkcji, zdobyć wiedzę i doświadczenie oraz efektywnie zarządzać łańcuchem dostaw. Wg opinii Kremenskowa, którego firma zarówno wdraża rozwiązania dostarczone przez Siemens PLM Software, jak i świadczy usługi konsultacyjne firmie, sukces implementacji systemu PLM zależy od inteligencji i umiejętności ekspertów, którzy będą go używać. Kremenskow podkreśla, że W firmie, cyklem życia produktów zarządza zespół profesjonalistów, którzy cele, jakie muszą osiągnąć, oraz problemy, które muszą rozwiązywać. Fakt, że najwyższe kierownictwo firmy przywiązuje dużą wagę do systemu PLM oznacza, że czuje się ono odpowiedzialne za osiągnięcie przez firmę doskonałości technologicznej. Plany na przyszłość Dyrektor Zelenkow konkluduje: Firma NPO Saturn posiada szeroko zakrojone plany w zakresie współpracy z firmą Siemens PLM Software i jej partnerem firmą ZAO Innovation Technologies and Solutions. Tak skuteczne partnerstwo musi być kontynuowane. Również w przyszłości będziemy korzystać z rozwiązań oferowanych przez ten zespół; planujemy implementację nowych wersji oprogramowania i wykorzystanie jego nowych możliwości. Bez tego projektowanie nowych zaawansowanych produktów nie byłoby możliwe Siemens Product Lifecycle Software Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Siemens oraz logo Siemens są zastrzeżonymi znakami towarowymi firmy Siemens AG. D-Cubed, Femap, Geolus, GO PLM, I-deas, Insight, JT, NX, Parasolid, Solid Edge, Teamcenter, Tecnomatix oraz Velocity Series są znakami towarowymi lub zastrzeżonymi znakami towarowymi firmy Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. lub jej spółek zależnych w USA i w innych krajach. Wszystkie inne logo, znaki towarowe, zastrzeżone znaki towarowe oraz znaki usług użyte w niniejszym dokumencie są własnością odpowiednich prawnych właścicieli. Z /12 A