Digitální továrna na automobily

Zatímco dříve byl vývoj nového typu vozu otázkou několika let, dnešní technici to s využitím podpory nástrojů CAD...


Zatímco dříve byl vývoj nového typu vozu otázkou několika let, dnešní technici
to s využitím podpory nástrojů CAD stihnou v horizontu měsíců. A nejen to CAD
je totiž pouhou součástí řetězce CAD/CAM/CAE/PDM, který postihuje v digitální
formě všechny fáze návrhu a výroby finálního produktu.
Každý, kdo se alespoň trochu pohybuje v oboru IT, ví, jak rychlý je životní
cyklus dnešních počítačů. Současná etapa rozvoje počítačového průmyslu bývá
často srovnávána s automobilovým průmyslem v jeho počátcích nabíledni je
ohromná kreativita a spousta nápadů, z nichž některé, ne nutně ty nejlepší, se
v delším časovém horizontu stanou standardem, vývoj se zklidní a zapadne do
vyjetých kolejí. Toto srovnání má však i druhou, poněkud opomíjenou stránku
věci: Jak vlastně moderní informační technologie ovlivňují rozvoj
automobilového průmyslu?
Jde to bez papíru
Celých 42 % automobilů vyrobených v roce 1998 bylo navrženo za pomoci cadového
systému CATIA, jehož tvůrcem je Francouzská společnost Dassault Systemes.
Prvním automobilem navrženým výhradně digitální cestou, tedy bez použití papíru
a rýsovacího pera, a to právě prostřednictvím CATIA, se stal v roce 1998
Chrysler Concorde.
Dobrým příkladem demonstrujícím úspory času a prostředků je digitální vývoj
motoru. Všichni motoráři v automobilovém průmyslu se snaží navrhovat motory
tak, aby byly použitelné v co největším počtu vozů různých typů. Tento projekt
se pak upravuje pro jednotlivé typy vozů, což je vždy potřeba udělat velmi
rychle, v tempu, v jakém nové modifikace vozů přicházejí na trh. Klíčové části
návrhu motoru tvoří hlava válce, blok motoru a assembláž. Na těchto
komponentách pracuje při digitálním návrhu současně celá řada vývojářů, z nichž
má každý na starost určitou specifickou část.
Právě Chrysler se touto cestou díky důsledné aplikaci technologie
třídimenzionálního digitálního modelování dopracoval při vývoji modelů
Intrepid, Concorde, Eagle, Vision a Chrysler LHS k úsporám ve výši 80 milionů
dolarů a k osmiměsíčnímu vývojovému cyklu. V úhrnu tak dokončil všechny tyto
projekty o 31 měsíců dříve, než by to bylo možné předchozími metodami.
V UNIXu, nebo ve Windows?
CATIA slaví úspěchy nejen v automobilkách, ale také v leteckém průmyslu a v
dalších strojírenských oblastech. Výhradním prodejcem tohoto produktu je IBM,
konkrétně divize IBM Engineering Solutions, která se stará také o marketing a
podporu uživatelů CATIA. Za zmínku stojí, že 18leté partnerství mezi firmami
IBM a Dassault Systemes představuje nejdelší spolupráci v historii řešení
CAD/CAM/CAE vůbec.
V současné době je CATIA nabízena ve dvou souběžně vyvíjených verzích ve starší
verzi 4, určené pro unixové prostředí, a v nové, zcela přepracované verzi 5,
určené pro UNIX a pro Windows. CATIA Version 5 je navíc k dispozici ve dvou
variantách, tedy tzv. platformách. Platforma P1 sestává ze 16 modulárních
produktů a je určena pro uživatele, kteří se pohybují na úrovni práce s CADem
střední třídy, chtějí rozšířit své konstrukční možnosti a získat předpoklady
pro aplikaci e-businessových technologií. Platforma P2, která v současné době
nabízí celkem 30 modulů, je silný nástroj pro modelování výrobků, procesů a
materiálových zdrojů. Uživatelům přináší řadu řešení vycházejících z možností
hybridního modeláře a z principů označovaných jako knowledge engineering.
V současné době je k dispozici nové vydání CATIA Version 5 Release 3, které se
dočkalo řady vylepšení zvyšujících sílu a stabilitu produktu. Nový DMU
Optimizer 2 například spočítá optimalizovanou reprezentaci dat pro verifikaci v
kontextu plně digitálního modelování. Konstruktéři tak mají možnost už v době
tvorby modelu průběžně zvažovat náročnost procesů assembláže a údržby
výsledného produktu.
Další kroky učinila nová verze také v oblasti znalostních technologií a
managementu firemního know-how. Portfolio znalostních produktů v CATIA bylo
obohaceno o dva nové přírůstky, díky nimž lze nyní spravovat firemní know-how
na úrovni životního cyklu produktu.
Návrháři technologických celků zase ocení nový produkt CATIA Plant Layout 2,
který umožní optimalizovat rozmístění výrobních prostředků a technologií v
prostoru tak, aby bylo dosaženo maximální produktivity a výsledků při výrobě.
Od návrhu k prototypu
Moderní nástroje se v mnohém prolínají a v mnohém překračují hranice svých
původních kategorií. Jednou z takových kategorií je software pro definování a
simulaci digitálního procesu výroby. Tento produkt by měl překlenout neustále
se zužující propast mezi digitálním návrhem (CADem) a podnikovými informačními
systémy (ERP).
V produktovém portfoliu firmy Dassault Systemes, respektive její dceřiné
společnosti Deneb Robotics, hraje tuto roli software Deneb Digital
Manufacturing Solution. Tento produkt využívá v kombinaci s CATIA například
automobilka Daewoo Motors, a dosahuje tak přímé integrace vývoje produktu a
vývoje výrobního procesu. Od roku 1994 tento podnik postupně zavedl moduly
Robot Simulation, Painting Simulation, Assembly Simulation, Virtual NC
Simulation a Factory Simulation. Výsledkem je úspora času a nákladů, a také je
předcházeno chybám v návrhu produktu a výrobního procesu.
Digitální továrna
Jak vyplývá z výše uvedeného, samotný CAD je velkým přínosem pro práci
konstruktérů, neméně důležitá je však také vazba digitálního návrhu produktu
přímo na proces vlastní výroby. Proto firma Dassault Systemes nabízí produkt
Enovia, který představuje podnikové řešení pro správu transparentního,
sdíleného a distribuovaného modelu výrobního procesu. Samozřejmostí je
kompatibilita s produkty CATIA i Deneb.
Enovia sestává z 5 základních částí:
Enovia Portal zajišťuje pro každého uživatele přístup k potřebným produktovým
datům včetně údajů ze systémů PDM a ERP. V zásadě jde o zpřístupnění
vizualizace, analýzy a simulace digitálních modelů prostřednictvím javových
technologií, tedy cestou intranetu a Internetu.
Enovia Life Cycle Applications podporuje definování a digitální simulaci
životního cyklu produktu od počátečního konceptu až po funkční výrobek. Základ
tohoto modulu je tvořen systémem PDM.
Další dvě součásti Enovie se vztahují k vlastní výrobě: Enovia PPR HUB spojuje
model produktu s výrobním procesem a podnikovými zdroji a Enovia Enter-prise
Architecture postihuje rozvoj podniku během produkčního cyklu. Poslední část
Enovie s názvem Enovia RADEnvironment nabízí prostředky pro tvorbu zákaznicky
orientovaných aplikací vycházejících z otevřené architektury systému.
Významná konkurenční výhoda "digitální továrny" spočívá zejména v možnosti
operativního využívání znalostních databází a v rychlé reakci na požadavky
zákazníků při efektivním využití stávajících zdrojů a jejich rozšiřování tou
nejoptimálnější cestou. Automobilový průmysl je v tomto směru poměrně daleko,
což je dáno ostrou konkurencí v oboru, technickou náročností výroby a také
vysokými nároky na rychlost, inovativnost a spolehlivost automobilů, které
vyjíždějí z výrobních linek. Podobné technologie se však začínají rychle
prosazovat i v jiných průmyslových odvětvích a není daleko doba, kdy už se bez
nich žádný úspěšný podnik neobejde.
Malý slovníček zkratek
CAD (Computer Aided Design) Označení pro digitální technologie, zaměřené na
návrh a vytváření projektu, ať už ve strojírenství, stavebnictví nebo v dalších
technických disciplínách. Prostředky CAD jsou reprezentovány jednak rozsáhlými
softwarovými balíky, jednak specifickou skupinou vstupních a výstupních
periferních zařízení, která slouží k zadávání technických dat a k tvorbě
technické dokumentace.
CAM (Computer Aided Manufacturing) Označení pro oblast využití počítačů v
průmyslové výrobě, která zahrnuje především programování numericky řízených
strojů. V širším slova smyslu zahrnuje CAM také další systémy podporující
zajištění plynulé sériové výroby, jako např. logistické systémy MRP (Material
Requirements Planning).
CAE (Computer Aided Engineering) Označení pro oblast využití počítačů jako
pomocníků při všech fázích technického řešení výrobku od návrhu a tvorby
projektu až po testování prototypu a řízení sériové výroby.
PDM (Product Data Management) Označení pro specializovaný informační systém
určený pro podporu řízení procesu vývoje a zahájení výroby průmyslového
výrobku, ve kterém jsou uchovávána všechna k výrobku se vztahující data
projektovou dokumentací počínaje a zápisy z výrobních porad konče.
9 3419 / Maf









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.