CC BY
53TAKING INTO ACCOUNT OF TECHNOLOGICAL DETAILS AT SUBSTANTIATING THE SYSTEM OF REINFORCED CONCRETE FRAMING
M.S. Gorokhov, E.P. Ronnov
Keywords: reinforced concrete hull, intersection connections, framing, construction methods, labour requirements, quantity indicator, technological methods, expenditures, construction cost.
Analyzed in the article is the influence of structural technological parameters of a stationary vessel's reinforced concrete hull to its construction cost. We suggest the calculation methodology of construction cost of a reinforced concrete hull taking into consideration the peculiarities of its structure and construction methods.
УДК 629.122/.123.004.67(083)
О.К. Зяблов, к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУВТ» Ю.А. Кочнев, к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ CAD/CAM/CAE СИСТЕМ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СУДОРЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Ключевые слова: судоремонт, автоматизированное проектирование технологических
процессов, графическое моделирование, объекты ремонта.
Рассматриваются вопросы применения CAD/CAM/CAE систем в автоматизированном проектировании технологических процессов ремонта судов.
Традиционно судоремонтная отрасль консервативна и инертна. В настоящее время это привело её к снижению конкурентоспособности на мировом рынке судоремонтных услуг. Проблема заключается в применении устаревших технологий, оборудования и методов подготовки и организации производства. Менеджмент предприятий, в силу ограниченных финансовых возможностей, не желает внедрять дорогостоящее программное обеспечение и современное оборудование с длительным сроком окупаемости.
Одним из путей развития судоремонтного производства и повышения его конкурентоспособности является сокращение сроков производственно-технологического цикла от подготовки производства до сдачи отремонтированного судна заказчику. Одним из наиболее трудоемких этапов ремонта является технологическая подготовка производства, достичь снижения ее продолжительности и трудоемкости возможно за счет обеспечения информационной поддержки проектирования технологических процессов ремонта судов, а так же формирования, учета, контроля движения и корректировки технологической документации [1].
На мировом рынке CAD/CAM/CAE - систем можно выделить несколько наиболее заметных для производства решений. FORAN испанской компании Sener (рисунок 1) - является специализированной судостроительной системой с большим стажем эксплуатации и располагает внушительным списком постоянных пользователей. Однако использование этой системы требует решения проблемы ее интеграции с машино-
строительными САПР для проектирования элементов судового энергетического оборудования и насыщения. Кроме того, в силу его «ощутимого возраста», а также малых финансовых и кадровых ресурсов компании-разработчика, FORAN не может представить передового полнофункционального решения и эффективной поддержки внедрения на местах. Последнее можно сказать и о двух других известных в судостроении системам универсального класса - хотя и по иным причинам. Решения CADDs (рисунок 2), принадлежащие PTC (Parametric Technology Corporation, США), и судостроительные продукты компании Intergraph не могут не отставать в развитии из-за смены собственников компаний, продолжения реорганизации и неопределенных перспектив дальнейшей поддержки.
Судовая поверхность -
Общее расположение
Механика и системы
Управление жизненным циклом изделия
~Г FORRN
Теория корабля -
Корпусные конструкции
Электрика
Рис. 1. Структурная схема системы FORAN
Отопление и вентиляция
Поверхности
CADDS5
Рис. 2. Структурная схема системы CADDS 5
SolidWorks ориентирован на геометрическое моделирование изделий и предназначен не столько для промышленных задач, сколько для конструирования изделия.
AVEVA Marine фирмы AVEVA (рисунок 3), в состав которого на данный момент входит известный судостроителям TRIBON, заявляет о поддержке всего жизненного цикла судна, в том числе и судоремонта, но модуля для его обработки не имеет.
Рис. 3. Структурная схема системы Aveva Marine
Решения Dassault Systemes и IBM - CATIA, DELMIA, ENOVIA и SmarTeam, которые охватывают полный цикл технической подготовки судостроительного производства, предлагают базовые кораблестроительные расчеты и формирование судовой поверхности, определение основных опорных элементов судового корпуса, проектирование корпусных конструкций, судовых помещений и коммуникаций, корабельного оборудования и механизмов, обмен данными и управление проектом. Ремонтный модуль так же отсутствует. Кроме того программы сложны для обучения, имеют сложный и неудобный интерфейс, требуют больших ресурсов вычислительной техники и имеют проблемы с импортированными из других программ моделями.
Система NupasCadmatic, голландской компании Numeriek Centrum Groningen B.V. позволяющая формировать модель судна и технологические данные для производства (раскрой, УП ЧПУ, документация на изготовление труб и т.п.). Разработки маршрутных, операционных и пр. карт принятых в отечественном судостроении и судоремонте нет.
Среди перечисленных программных продуктов более или менее приемлемых решений по судоремонту нет. Так же ни одна западная «тяжелая» судостроительная CAD/CAM/CAE-система не позволяет в автоматическом или автоматизированном режиме выпускать рабочие конструкторские и технологические документы в соответствии с ЕСКД, ЕСТД и ЕСТПП без дополнительной трудоёмкой настройки и адаптации.
В связи с этим вызывают интерес отечественные разработки в области автоматизированного проектирования.
Среди отечественных программных продуктов существуют непосредственно формирующие технологические процессы (ТП), такие как, например, СПРУТ-ТП (компания «СПРУТ-технология»).
Однако СПРУТ-ТП формирует технологические процессы только для машиностроения: «Механообработка», «Сборка», «Холодная штамповка», «Ковка и горячая штамповка», «Литье», «Термическая обработка», «Нанесение покрытий (лакокрасочных и гальванических)», «Сварка», «Пайка», «Изготовление РТИ», «Печатные платы», что в свою очередь не позволяет без значительной доработки использовать его под задачи судоремонта корпуса судна.
Краткая структурированная схема СПРУТ-ТП представлена на рисунке 4.
Менеджер проектов -____ Материальное нормирование Спецификации
спрут Р^Л технология
I
Маршрутное Техпроцессы Расчёт режимов
и операционное обработки и трудовое
проектирование нормирование
-4 '-- ---■ ►-
Управление Сводные ведомости Создание новых форм
нормативно-справочнои и производственные до- документов
информацией кументы
Рис. 4. Структурная схема системы СПРУТ
Другим комплексным программным продуктом позволяющим, в том числе, проектировать технологические процессы, является Т-Р1ех Технология, входящая в ПО Т-Flex, разрабатываемое ЗАО «Топ Системы». Это полнофункциональная программа для автоматизации технологической подготовки производства, обладающая гибкими современными средствами разработки технологических проектов любой сложности. T-FLEX Технология предназначена для автоматизированной разработки маршрутной, маршрутно-операционной и операционной технологии.
Программа формирует титульные листы, маршрутные, маршрутно-операционные и операционные карты, ведомости и другие необходимые технологические документы. Информационная база T-FLEX Технология содержит большое количество справочников по составляющим технологических процессов. За счет полной интеграции с PDM-системой T-FLEX DOCs предоставляются широкие возможности работы всех технологических подразделений в едином информационном пространстве. T-FLEX DOCs имеет ряд специализированных настроек и функций, благодаря которым пользователи получают все необходимые инструменты для регистрации электронных документов и контроля над выполнением поручений.
Общая схема T-FLEX приведена на рисунке
Рис. 5. Структурная схема системы T-FLEX
Это системы среднего уровня.
«Легкие» САПР. Программы данной категории служат для двумерного черчения, поэтому их обычно называют электронной чертежной доской. К настоящему времени они пополнились некоторыми трехмерными возможностями, но не имеют средств параметрического моделирования, которыми обладают тяжелые и средние САПР.
Cейчас существует множество «легких» САПР, включая программу Microstation фирмы Bently, DataCAD одноименной компании, TurboCAD фирмы IMSI, SurfCAM от Surfware и другие.
Пионером в этой области стала компания Autodesk со своим продуктом AutoCAD захватившая изрядную долю рынка САПР, в том числе и российского, вытеснив тяжеловесов из сегмента программ для двумерного черчения.
Использование AutoCAD в чистом виде, на большинстве отечественных предприятий судостроения и судоремонта - это плоское черчение и доводка чертежей из «тяжелого» САПР. Другое направление это создание или использование существующих приложений-«надстроек» к AutoCAD. Такие надстройки широко применяются и используются: ShipModel, ShipConstructor, Ритм-Судно.
Рис. 6. Единая среда проектирования Autodesk
Конструкторская документация
Программы для станков ЧПУ
Модули Теоретический чертёж Модель Конструкция Параметризация Геометрия Трассировка Трассы
Технологическая документация
Модули Деталь Раскрой корпус Технология корпус Сборка корпус Раскрой трубы Измеритель
Рис. 7. Функциональная структура системы «Ритм-Судно» (Центр технологии судостроения и судоремонта)
Обшивка
Оборудование
Просмотр в режиме виртуальной реальности
Корпус
-ShipConstructor-
Трубы
Раскрой
Резка
Вентиляция
Рис. 8. Структура пакета ShipConstructor
Другой наиболее распространенный в России программный продукт для создания чертежей - Компас, выпускаемый компанией Ascon. САПР КОМПАС-3D и КОМПАС-График позволяют создавать 3D-модели и оформлять необходимую графическую и текстовую документацию.
На его базе, так же как на базе Autodesk имеются такие программные продукты, как: ЛОЦМАН, ТП ВЕРТИКАЛЬ, справочники и библиотеки типовых общемашиностроительных элементов.
Система инженерного документооборота ЛОЦМАН:PLM используется при управлении заказами, проектами, изделиями МСЧ и верфи
Возможности ЛОЦМАН:
- обмениваться транспортными массивами для обеспечения работы территори-ально-распределенных предприятий;
- управлять составом МСЧ и перечнем конструкторской документации;
- контролировать поступления документации от проектанта;
- контролировать процесс разработки документации;
- формировать вторичное представление чертежей и 3D-моделей;
- учитывать различные связи.
САПР технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ используется для написания техпроцессов как МСЧ, так и верфи.
Основные функциональные возможности САПР ТП Вертикаль, используемой для написания технологических процессов:
- поддерживает применение «дублирующующей технологии»,
- содержит справочник типовых техпроцессов МСЧ и верфи;
- формирует технологические процессы изготовления деталей и конструкций по всем видам производств с определением маршрута;
- поддерживает возможность материального и трудового нормирования ПУЕ как автоматически, так и на основании типового технологического процесса с РКД;
- позволяет осуществлять расчет сварочных и лакокрасочных материалов;
- сравнивает техпроцессы с учетом отслеживания неактуального оборудования, инструмента, оснастки;
- содержит механизмы заказа СТО и управления и хранения УП для ЧПУ;
- позволяет выпускать технологические документы (маршрутно-технологические карты, материальные карты, карты комплектации и другие, всего более 70 различных карт), выпуск технологических нарядов, печать документов в форматы MS Office, PDF, Open Office;
- поддерживает использование КТЭ (конструкторско-технологических элементов) для автоматизации написания техпроцессов;
- осуществляет просмотр моделей и чертежей из PDM системы прямо в окне САПР ТП, обеспечивает использование в техпроцессе размеров из чертежа или 3D-модели.
При заявленной производителем поддержке ТТП верфи, отсутствует ряд операций, характерных для судостроения и судоремонта, что в свою очередь не позволяет выбирать необходимую оснастку и инструмент.
Рассмотренное программное обеспечение в большинстве случаев не позволяет в полной мере решать задачи судостроения и практически полностью не поддерживает автоматизацию проектирования технологических процессов судоремонта.
Идеальным решением задач судоремонта стало бы создание единой системы управления жизненным циклом судна на базе полной автоматизации технологических процессов проектирования, подготовки производства и разработки процессов ремонта [2]. Причем создание данной системы желательно на базе одного из ядер трехмерного моделирования например Parasolid компании Intergraph.
Однако данное решение требует больших материальных затрат, времени и квалифицированного персонала. Поэтому более «дешевый» и быстроокупаемый путь создание данной системы на основе наиболее распространенных «легких» САПР и СУБД [3].
Список литературы:
[1] Зяблов О.К., Фунтикова Е.В. Структура системы комплексной автоматизации технологической подготовки судоремонтного производства / Международный научно-промышленный форум «Великие реки - 2010»: Труды конгресса - НГАСУ, 2011.
[2] Зяблов О.К. Программное обеспечение подготовки ремонтной документации для предприятий речного транспорта / О.К. Зяблов, А.Б. Корнев., Е.В. Фунтикова // Речной транспорт (XXI век), №3 (39), 2009. - С. 80-82.
[3] Зяблов О.К. Интеграция графических моделей объектов ремонта в систему автоматизированной подготовки ремонтной документации / О.К. Зяблов, Е.В. Фунтикова, Ю.А. Кочнев // Труды 16-го международного научно-промышленного форума «Великие реки - 2014». Материалы научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов, специалистов и студентов «проблемы использования инновационного развития внутренних
водных путей в бассейнах великих рек». Том 1. - Н.Новгород: Изд-во ФГБОУ ВО «ВГАВТ», 2014. - С. 297-300.
REVIEW OF CURRENT CAD / CAM / CAE SYSTEMS AND THE PROSPECTS OF APPLICATIONS IN THE DOMESTIC SHIP REPAIR COMPANY
O.K. Zyablov, Y.A. Kochnev
Key words: ship repair, computer-aided design processes, graphical modeling, objects of repair.
The application of CAD/CAM/CAE systems in computer-aided design of technological processes of repair of ships.
УДК 629.12.002.8
И.Б. Кочнева, доцент, к.т.н., ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
УПРАВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ РИСКАМИ НА ЭТАПАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СУДНА
Ключевые слова: утилизация судов, экологическая безопасность, Учетная запись опасных материалов, Гонконгская международная конвенция о безопасной и экологически рациональной утилизации судов.
В статье рассмотрены неблагоприятные события, приводящие к ущербу на основных этапах утилизации судна, воздействия судна на окружающую среду при реализации этих неблагоприятных событий Предложены возможности по управлению экологическим риском на этапах жизненного цикла судна, путем воздействия на вероятность возникновения неблагоприятных событий, приводящих к ущербу и их непосредственным последствиям.
Утилизация судна, как часть его жизненного цикла, начинается с момента списания судна и включает в себя хранение (размещение), транспортировку (перемещение) судна-отхода к месту утилизации и собственно процесс утилизации.
В результате реализации любого неблагоприятного события в процессе утилизации судов нанесенный ущерб рассматриваем в виде экологических потерь и для их оценки используем экологический риск. При этом экологический риск принимаем как количественную характеристику экологической опасности объекта, оцениваемую произведением вероятности возникновения на объекте неблагоприятного события на ущерб, причиненный окружающей среде (далее - ОС) этим событием и его непосредственными последствиями [1]. Данный подход оценки риска определяет и выбор мероприятий по управлению экологическими рисками на основных этапах процесса утилизации судов.
Неблагоприятным событием, приводящим к ущербу ОС на этапе хранения выведенных из эксплуатации судов, является разгерметизация корпуса судна.
Разгерметизация корпуса судна является случайной величиной и зависит от ряда факторов: срока хранения судна, технического состояния судна на момент списания, срока эксплуатации, условий в акватории отстоя, типа и конструктивных особенно-
