Проектная база: технология моделирования

Как и у многих других компаний, ранний опыт Shorts в технологии автоматизации проектно-конструкторских работ заключался в проволочном моделировании деталей, к которому она подошла в 70-80 годах, имея уже 70-летний опыт проектирования летательных аппаратов. В создаваемых Shorts фюзеляжах ранних самолетов регионального значения было обычно до 9500 структурных деталей. По архивным данным, подобные проекты отнимали на основные переделки до 150% человеко-дней и в абсолютном выражении могли потребовать 445 тыс. человеко-дней для завершения работ в течение четырех лет.

Взявшись за проект Learjet 45, компания Shorts приложила значительные усилия для освоения альтернативных методов, приобретя опыт работы в новой технологии, включающей параметрическое и жестко размерное твердотельное моделирование. Ожидалось, что твердотельное моделирование могло потенциально обеспечить 30-процентную экономию времени, сведя затраты 445 тыс. ч/д до 312 тыс. ч/д. Сейчас имеется уже много производителей, которые на себе испытали преимущества твердотельного моделирования. Однако в этих компаниях известно и то, что преимущества, полученные при проектировании отдельных деталей, не распространяются автоматически на качество компонентной сборки и возникающие из-за внутрисборочных коллизий переделки. Вследствие этого, относительный процент времени на переделки деталей продолжал оставаться неизменным, и затраты на эту работу оставались на том же уровне, как и при использовании проволочного моделирования.

Переход к гибридному моделированию

В первую очередь в Shorts была применена тактика сведения подсборок, содержащих многочисленные компоненты, в меньшее число более сложных деталей, что стало возможным благодаря гибридному моделированию. Наиболее сложные детали, получаемые в технологии 5-координатной обработки, представляют собой гибридные модели, определенные ограничивающими поверхностями с жестко заданными размерами относительно других более или менее сложных частей, которые могут быть заданы параметрически. Параметрический подход, хотя и более эффективен для компонентов невысокой и средней сложности, но для высокой сложности он либо менее эффективен, либо вообще не применим. При наличии CAM-технологии, обеспечивающей выход на станки с ЧПУ, примененный подход позволил увеличить сложность конструкции за счет сведения многокомпонентной сборки в единый, очень сложный, обрабатываемый на ЧПУ компонент. В этом случае производитель экономит на документировании, изготовлении, эксплуатационном обслуживании и исключает проблемы, связанные с многокомпонентным монтажом.

Примером сокращения числа деталей служит герметическая перегородка фюзеляжа Learjet 45. В предшествующем фюзеляже эта перегородка представляла собой сборку из 68 деталей средней сложности. В Learjet 45 она была заменена сложной, полученной 5-осевой обработкой, деталью и рядом простых, менее критичных деталей, как, например, кронштейны, опоры и т. д.

В целом, внедрив гибридное моделирование, Shorts смогла уменьшить число компонентов с 9500 до 3700, или на 60%. В результате полное время на проектирование и подготовку производства было сокращено до 125 тыс. ч/д. Если бы, однако, использовался традиционный метод последовательно-компонентного проектирования, переделка основных деталей оставалась бы на уровне 150%.