Технологии проектирования

Зачастую 3D-моделирование считается новейшим инструментом. Однако в 2017 г. исполнилось 30 лет с того момента, как в Невском ПКБ была построена и передана заводу-строителю первая 3D-модель.

В 1986 г. Невское ПКБ получило лицензионную испанскую систему 3D-моделирования FORAN. Приобрело ее тогдашнее министерство судостроения СССР, предполагая, что систему удастся сделать отраслевым стандартом. В то время Невское ПКБ приступало к проекту атомного авианосца пр. 11437 (“Ульяновск”), который планировалось строить, конечно, в Николаеве. На Черноморском судостроительном заводе решили отказаться от натурного плаза и надеялись построить плазово-технологическую подготовку производства на основе математической 3D-модели. Достижение нового уровня конструкторско-технологической подготовки производства должно было позволить внедрить блочную сборку корпуса из блоков в 1000-1300 тонн каждый и собирать блоки со скоростью блок в месяц. Дело, получается, было за малым: Невское ПКБ должно было создать 3D-модель. Возглавил работу 11 отдел под руководством Александра Оскаровича Виглина. В тогдашнем 11 отделе была создана бригада по 3D-моделированию, а в 18 отделе - бригада по заданию данных для модели и получению данных для передачи на завод. Впервые появился у нас тогда и графопостроитель. Графических дисплеев не было. Поэтому данные задавались в цифровом виде, набивались, обсчитывались, а для проверки осуществлялась визуализация путем вычерчивания. Сразу выяснилось, что FORAN не годится для такого большого корабля, да и содержит встроенные характеристики корпусов сухогрузов и танкеров, поэтому обводы получаются симметричные и характерные для этих судов. Конечно, о спонсонах, трамплине и обтекателях разработчики программы в Испании и не задумывались. Кроме того, FORAN не формировал принятые у нас документы типа плазовой книги и т.п. Пришлось специалистам Невского ПКБ, вступив в альянс с ЦНИИ ТС (нынешний ЦТСС), написать свои программы генерации поверхности и формирования выходных документов. Весной 1987 г. все было готово, и к осени была сформирована 3D-модель, вычерчен масштабный плаз. Модель была рассмотрена заводом, и ее качество было признано хорошим. На этой основе с заводом была достигнута договоренность по формату передаваемых данных и началась работа. Это был первый в СССР опыт такого рода и сразу такого масштаба. На основе модели строились заготовки чертежей корпуса, а развертки листов передавались по каналу связи на завод вместе с элементами масштабного плаза. Завод организовал технологический процесс на основе полученных данных и в разы сократил не только сроки проведения плазово-технологической подготовки производства, но и количество персонала, участвующего в работе. Выяснилось, что всего 17 специалистов справляются с корпусом корабля такого размера. Позднее, когда испанским разработчикам рассказали о том, что сумели сделать с помощью их системы, они никак не могли поверить! Следующий авианосец в FORAN, и то наполовину, сумели сформировать англичане в двухтысячных годах («Quenn Elizabeth») и это уже был FORAN совсем другого поколения.

А в конце 80-х, используя нашу модель, завод стал собирать на предстапельной площадке по блоку в месяц и сумел к лету 1991 г. сформировать корпус авианосца на стапеле, а спонсоны и трамплин были уже на предстапельной площадке. Эта модель до сих пор остается 3D-моделью самого большого в истории российского судостроения объекта. Невское ПКБ приобрело ценный опыт и в 1990 г. осуществило еще два пионерских для того времени проекта. Для проекта 11435 должна была быть срочно спроектирована и построена понтон-проставка. Сооружение большое, но не сложное. Для нее также была разработана 3D-модель, а из модели были сделаны уже не заготовки, а РКД. Это было первое в СССР плавучее сооружение, спроектированное целиком в 3D и построенное по чертежам, полностью полученным из модели. Тут впервые были применены графические АРМ на основе полученной американской машины VAX и французского программного обеспечения Anvil. В том же 1990 г. были выполнены срочные работы по моделированию и разработке РКД для изготовления обтекателя для трамплина 11435.

В 1990 г. у нас появились персональные ПК, и было принято решение перейти к их использованию для 3D-моделирования.

Немного истории использования методов 3D-моделирования. Появление персональных компьютеров в корне изменило ситуацию. Если раньше было специализированное подразделение в составе 11 отдела, и работа конструкторского состава заключалась в выдаче данных, то персональная техника перевернула вопрос. Главным стало массовое обучение и организация взаимодействия конструкторов. Было принято решение оснастить техникой всех, всех обучить и организовать работу над моделью с тем, чтобы модель была источником РКД, а со временем и “подлинником” информации.Решение этих задач заняло длительное время и потребовало больших вложений, на реальные результаты удалось выйти лишь к концу века.

    И процесс, наконец, пошел:

  • 1. 2001-2005 гг. Построены 3D-модели трамплина, спонсона и носового обтекателя для модернизации ТАВКР «Адмирал Горшков».
    Общий объем конструкций в моделях около 2 тыс. тонн, т.е. больше, например, корвета.
    Результат: модели переданы на СМП и по ним изготовлены конструкции.
  • 2. 2003-2004 гг. Построены 3D-модели машинных отделений пр. 11711.
    Результат: модели использованы для отработки и согласования компоновки машинных отделений с Заказчиком, для получения рабочих чертежей, а также проведения расчетов паропроводов.
  • 3. 2003-2005 гг. Построены 3D-модели основных постов ТАВКР проекта 11430:
    ХР – ходовая рубка
    ФКП – флагманский командный пост
    ГКП – главный командный пост
    ПУА – пост управления авиацией и т.п., а также модели аэрофинишеров.
    Результат: проверка работоспособности и процесса монтажа аэрофинишеров, отработка компоновки постов.
  • 4. 2004-2006 гг. Построена 3D-модель для проекта 1171Э
    Результат: отработка погрузки и размещения, а также основных операций, в т.ч., с использованием самоходного плавучего понтона.
  • 5. 2004-2007 гг. Построены 3D-модели общего расположения и корпуса проекта БДК 11711.
    Результат: выпуск РКД на основе модели;
    передача ПСЗ Янтарь для плазово-технологической подготовки производства.
  • 6. 2004-2006 гг. Построены 3D-модели основных постов и жилых помещений (каюты, кубрики, столовая) БДК проекта 11711.
    Результат: согласование компоновки с Заказчиком;
    использование при выпуске РКД.
  • 7. 2006-2008 гг. Построение 3D-моделей помещений АТСК AirDefenseShip проекта 71, техпроект которого выпускался для Республики Индия.
    Результат: построены 97 моделей помещений, впоследствии использовавшихся для получения документации и согласования компоновки. Предполагалось использование для выпуска РКД при продолжении работ.
  • 8. 2006-2010 гг. Построение 3D-моделей для проекта 70501 (НИТКА в Гоа):
    3D-модели БАФ (блок аэрофинишеров);
    3D-модели трамплина для участка взлета
    Результат: выпуск РКД полностью на основе 3D-моделей в системе Shipconstructor, в т.ч., как основных корпусных конструкций, так и фундаментов;
    интеграция с КИС TRONIX и выпуск спецификаций, ведомостей заказа и т.п. по полученной модели;
    интеграция с расчетной подсистемой и расчеты прочности методом конечных элементов;
    использование для согласования с заказчиком компоновки помещений.
  • 9. 2011-2013 гг. Построение 3D-моделей для проектов 70502 и 70503.
    Результат: выпуск РКД полностью в системе 3D-моделирования аналогично пр. 70501.
  • 10. 2010-2018 гг. Построение 3D-моделей для проекта 71 для Республики Индия
    Результат: построены более 100 моделей помещений. Организован процесс разработки РКД полностью на основе 3D-моделей в SolidWorks. Рабочая конструкторская документация разработана и сдана Заказчику по 16 договорам.
  • 11. 2017-2018 гг. Проработки по проекту 11711М.
    Результат: параллельно с проработками по кораблю выполнены модель обводов, модель необходимых фрагментов общего расположения и 14 помещений (в т.ч., машинных отделений в различных вариантах). Работа проводилась в Aveva Marine.
  • 12. 2014-2017 гг. пр. 22220 УАЛ ЛК 60.
    Работы по договору с ЦКБ Айсберг по проектированию систем, ЭУ и электрочасти.
    Результат: разработка 3D - модели магистральных трасс всего заказа в составе общей 3D - модели и около 40% всех фундаментов. Работы проводились в Tribon.
  • 13. 2017-2018 гг. Работа по договору с ЦМКБ Алмаз.
    Работы по проектированию в 3D корпусов 2 заказов.
    Результат: в Невском ПКБ сформирован фрагмент сети, удаленно подключенной к сети Алмаза. Отработана технология защищенного доступа и взаимо-действия бюро между собой. Выпущен установленный договорами объем РКД. Работы проводились в Aveva Marine.
  • 14. 2016-2018 гг. Проработки дизайн проекта помещений десантных кораблей.
    Результат: разработаны дизайн-проекты типовых помещений. Существенно улучшены условия обитаемости личного состава. Работы проводились в SolidWorks и 3Ds MAX.
  • 15. 2017-2018 Техническое сопровождение строительства УАЛ ЛК 60 пр. 22220.
    Работа в группе техпомощи и корректировка РКД по результатам строительства головного заказа. Работы проводятся в Tribon.
    Результат: построена связь Невское-Айсберг-Балтийский завод с работой в единой модели. Ведется отработка модели по результатам решения вопросов в группе техпомощи и корректировки РКД.
  • 16. 2018-2019 Работы по проекту гражданского судостроения 00216М танкера-химовоза.
    Разработка обводов корабля, корпусных конструкций,фундаментов, вентиляции и труб с привличением контрагентов.
    Результат: Выпуск плазово-технической докуметации, передача модели заводу-строителю, выпуск РКД на основе 3D-модели.