Цифровой двойник для дизелистов «КАМАЗа»
На заводе двигателей «КАМАЗа» проводят опытно-технологические работы по интенсификации процессов резания на примере обработки кулака поворотного на станке с ЧПУ при помощи моделирования электронного техпроцесса на отечественном ПО. Это позволит дизелистам экономить на каждом «оцифрованном» станке десятки миллионов рублей в год.
Задачу увеличения загрузки оборудования поставил генеральный директор ПАО «КАМАЗ» Сергей Когогин, а «цифровое» решение предложила Аналитическая служба компании при поддержке руководства завода двигателей. Директор завода Сергей Снарский предложил для отработки гипотезы и проверки возможности оптимизации техпроцесса узкое место – фрезерную обработку кулака поворотного. Над проектом работали не только дизелисты и сотрудники ремонтно-инструментального завода, но и специалисты ООО «Цифровая платформа KAMAZ», чьё участие позволило организовать проектные работы в короткие сроки. Подрядчиком проекта выступила московская компания ООО «АДЕМ-инжиниринг», разработавшая при помощи собственного программного обеспечения полный цифровой двойник техпроцесса и управляющую программу для обработки на станке с ЧПУ.
«Перед нами стояла задача переосмыслить существующий технологический процесс и найти новое решение, которое сократит цикл изготовления детали. В рамках первой стадии проекта нами проверялась принципиальная возможность получения результата. Оптимизация техпроцесса, подгонка управляющей системы и проработка цифрового двойника позволяет сделать первичные выводы о том, что значительная оптимизация возможна. Нам удалось это наглядно доказать», – поделился директор по развитию «АДЕМ-инжиниринг» Александр Варламов.
После анализа конструкторско-технологической документации было предложено внести ряд улучшений в конструкцию детали, не влияющих на функциональность и надёжность узла. Затем были созданы в цифровом формате 3D модели заготовки, детали, оснастки, инструмента и станка. Были выбраны целевые режимы обработки и подобран прогрессивный режущий инструмент в соответствии с рекомендациями производителей. Дополнительно в режимы вносились корректировки с учётом индивидуальных характеристик самого станка — ветерана проекта 6520. После этого началась адаптация и оптимизация управляющей программы «на железе», с выверкой толщины каждой стружки на каждый оборот.
«Выполнение всех этапов обработки детали происходит сначала в цифровом двойнике в режиме симуляции. Это и подбор режущего инструмента, и просмотр циклов обработки, и скорости работы станка. В нашем случае мощности оборудования не использовались на 100%, мы их довели до более высоких показателей, требуемых для эффективной работы режущего инструмента», – пояснил руководитель проекта со стороны ООО «Цифровая платформа KAMAZ» Ильдус Мухамаев. – У наладчика, оператора станка суть работы не меняется, он будет выполнять всё то же самое, но гораздо быстрее».
За счёт проведённой оптимизации удалось сократить время изготовления детали с 29 минут до 10 минут 12 сек. Кроме того, были определены перспективные технические решения, которые позволят ещё больше поднять производительность. Есть резервы и в использовании многошпиндельных головок для одновременной обработки отверстий, свёрел с фаскоснимателями, которые умеет делать ремонтно-инструментальный завод. По словам разработчиков проекта, можно создавать аналогичные высокопроизводительные процессы и для любых других станков и наборов деталей. Благодаря уже разработанным методам и приёмам работы, последующие детали будут совершенствоваться гораздо быстрее.
В ближайшее время проект будет переведён в стадию тиражирования. Все технические проблемы, которые могли бы препятствовать его внедрению решены. Запуск проекта в производство по предварительным расчётам сократит затраты на 18 млн. руб. в год и высвободит время для обработки других деталей. Это позволит получить прямой экономический эффект около 40 млн рублей, косвенный, если выйти на рынок технически сложных запчастей – до 1 млрд рублей с одного станка.
«Представьте, какие перспективы развития проекта цифрового двойника проявятся при его масштабировании на сотни других обрабатывающих центров, а также расширение применения российского программного обеспечения у наших партнёров и поставщиков. «АДЕМ-инжиниринг» после завершения разработки автоматически, за несколько минут, сгенерировал техпроцесс по Единой системе технологической документации (ЕСТД). Для «КАМАЗа» это важно», – подчеркнул главный специалист Аналитической службы компании Иван Маслаков.
«После запуска проекта будет проведён анализ результатов работы, расчёт экономических эффектов, позитивных и негативных факторов от его внедрения. Будет составлен перечень изделий, пригодных для оптимизации техпроцесса. Мы представим его Технологическому центру с предложением принятия решения по способу организации аналогичных работ», – отметил заместитель главного инженера завода двигателей по развитию Максим Лыкасов.