Проект в Rexroth Hydraudyne

Теперь конструирование гидравлических цилиндров занимает меньше времени и выполняется точнее

Логотип RexrothRexroth Hydraudyne является подразделением немецкой промышленной компании Bosch Group, деятельность которой охватывает все, от технологий для автомобильной промышленности до сетей широкополосного Интернета. Подразделение Rexroth Hydraudyne с главным офисом в Нидерландах поставляет специализированные гидравлические цилиндры большого размера компаниям по всему миру. Эти цилиндры используются в качестве приводных и управляющих в механизмах всех типов. Одним из заметных случаев применения является гидравлическая система заграждения от приливов — заслона между водным каналом на суше и морем — канала Хартел, всего в 10 милях к югу от Роттердама.

Инженеры организации Rexroth Hydraudyne используют приложение Mathcad — являющееся средой для визуального конструирования, которая позволяет инженерам, работающим в любой отрасли, на этапе конструирования изделия получать данные из множества источников и документировать все математические формулы и расчеты — для проектирования промышленных гидравлических цилиндров большого размера. Хотя каждый цилиндр изготавливается как индивидуальное изделие, расчеты для каждого из них в значительной степени стандартные и оптимизированы для обеспечения максимальной надежности. Десятилетний опыт работы с Mathcad позволил получить существенное снижение расходов на производство и обеспечить более эффективное сотрудничество с отраслевыми партнерами.

За конструирование всех цилиндров отвечает собственное научно-исследовательское и проектно-конструкторское подразделение организации Rexroth Hydraudyne. «Вторых шансов нам не дают», — говорит главный инженер Марк Муленаар (Marc Moolenaar). «В большинстве случаев задание заключается в изготовлении всего одного цилиндра, поэтому испытать сначала прототип возможности нет. Наша организация действительно конструирует под заказ. Задание должно быть выполнено правильно с первого раза. Это означает, что мы предъявляем очень высокие требования к техническим расчетам».

Используемое более чем 1,5 млн инженеров по всему миру приложение Mathcad позволяет инженерам работать с математическими выражениями, используя стандартные математические обозначения, но при этом обеспечивает дополнительные возможности выполнения без каких-либо сложностей повторных расчетов, просмотра, представления и публикации, в том числе и на веб-ресурсах. Приложение Mathcad позволяет инженерам с легкостью приводить обоснование своих расчетов, что позволяет обеспечивать качество конструирования, а также облегчает повторное использование часто выполняемых расчетов.

«В большинстве случаев гидравлические элементы являются только частью более крупного механизма, — говорит г-н Муленаар. — Одновременно в выполнении работ участвует большое количество компаний. И, конечно же, каждый просматривает наши проектные данные. Очень часто клиент перепроверяет расчеты. Например, чтобы убедиться, что мы соблюдаем надлежащие процедуры, стандарты и обеспечиваем необходимый запас надежности. Поэтому расчеты и пояснения неразрывно связаны. Приложение Mathcad позволяет каждый раз предоставлять правильную документацию. Mathcad играет ключевую роль в обмене информацией между нами и нашими отраслевыми партнерами. Последовательное и точное представление наших расчетов помогает нашим клиентам понять, что мы делаем. Они получают то, что видят. Это непереоценимое преимущество».

Ситуация до появления Mathcad

Организация Rexroth Hydraudyne пользуется приложением Mathcad с 1993 г. Две трети из 16 инженеров-конструкторов компании используют данный пакет ПО в своей повседневной работе. До появления приложения Mathcad инженеры полагались в своих расчетах на ПО, созданное поставщиком по специальному заказу. Это было надежное, но не очень гибкое решение. Создание новых типов цилиндров, появление новых стандартов конструирования или новых вариантов применения всегда были связаны с внесением в ПО новых изменений, на что затрачивалось время и трудовые ресурсы. Инженерам требовалось более гибкое решение, и им оказалось приложение Mathcad.

«Его легко изучить, — говорит старший инженер-конструктор Кис ван де Гринт (Kees van de Grint). — Оно способно выполнить почти любую задачу и обеспечивает свободу разработки расчетов в соответствии с нашими потребностями. Мы просто начинаем выполнять расчеты на чистом экране, как на листе бумаги».

С помощью интерфейса самостоятельно документирования приложения Mathcad инженеры могут объединять формулы, текст и интерактивные графики в единый документ. В отличие от большинства пакетов ПО, электронных таблиц и языков программирования, предназначенных для расчетов, интерфейс рабочего планшета приложения Mathcad позволяет использовать и отображает естественные математические обозначения, вводимые нажатием клавиш или кнопок палитр меню, так что программирование не требуется. Работающий в режиме реального времени интерфейс позволяет инженерам изменять переменные или значения и мгновенно выполнять перерасчет результата, а также обновлять двух- и трехмерные графики.

«Вся эта свобода, это замечательно, — продолжает г-н ван де Гринт. — Но если требуется единообразный подход и последовательное представление, то необходимо все тщательно организовать в своем отделе». В связи с этим он начал составлять пособие по конструированию три года назад. Пособие выполнено в виде электронной библиотеки приложения Mathcad, позволяющей с легкостью организовать информацию. В нем приведена методика выполнения наиболее важных расчетов, сопровождаемая стандартным текстом пояснений и ссылок на источники. Пользователям остается только скопировать соответствующие фрагменты или просто выполнить расчеты. После ввода некоторой дополнительной информации о материалах и конкретных условиях приложение Mathcad выполняет все математические вычисления автоматически, поэтому готовый документ получается сразу.

Результаты

«Даже чертежи, выполненные встроенной CAD-системой Intergraph SmartSketch, корректируются автоматически в соответствии с полученными при расчете параметрами, — говорит г-н ван де Гринт. — Внедрение пособия по конструированию привело к повышению производительности труда конструкторского отдела. А так как мы всегда используем одни и те же проверенные формулы из этого пособия по конструированию, результат получается намного более надежный». Данное цифровое пособие по конструированию в приложении Mathcad теперь состоит из 165 основных расчетов и пяти шаблонов.

Вероятность возникновения ошибок дополнительно снижается в связи с тем, что пользователи могут вводить в предоставляемую им форму. Независимо от того, какими единицами измерений пользуются инженеры, дюймами, миллиметрами или метрами, приложение Mathcad автоматически выполняет преобразование единиц, что при выполнении вручную часто приводит к ошибкам. «Это очень удобно, если работаешь на международном рынке, — говорит г-н ван де Гринт. — И проверяя единицы, можно быстро увидеть, если в формулах допущены какие-то ошибки».

Конкурентное преимущество

При конструировании гидравлического цилиндра правильный расчет корпуса необходим. Очень часто ему приходится выдерживать огромные усилия и давление, поэтому это одна из самых дорогих деталей цилиндра. Чем точнее инженер рассчитает оптимальную толщину стенок корпуса, тем меньше будет расход материала. Это может существенно повлиять на себестоимость и прибыль. «Это позволяет нам делать конкурентоспособные предложения», — говорит г-н ван де Гринт.

«Поэтому мы включили в наше пособие некоторые очень подробные расчеты, — добавляет г-н Муленаар. — Над некоторыми формулами мы очень долго и напряженно думали. Но, в итоге, ими можно единообразно пользоваться раз за разом».

Но в некоторых случаях г-н Муленаар не хочет показывать эти формулы. «Также приложение Mathcad позволяет сделать часть расчетов недоступными другим. В конце концов, мы не хотим выдавать свои коммерческие тайны, — говорит он, улыбаясь. — Очень часто мы рассматриваем альтернативные конструктивные решения, например другие принципы крепления или другие типы конструкции. Конечно, это не совсем наша работа, но иногда имеет смысл вмешаться. В некоторых случаях, даже немного изменив исходные условия, можно получить гидравлическую систему, которая обойдется намного дешевле. Например, может удаться значительно уменьшить количество бетона. В таких случаях расчеты должны сопровождаться очень хорошей пояснительной документацией. Иначе вам никогда не разрешат вносить подобные изменения».

Иногда приложение Mathcad даже помогает изменить рамки проекта. «Приложение Mathcad обеспечивает исключительную гибкость при создании расчетов, — добавляет г-н ван де Гринт. — Мы может показать нашим клиентам подробное обоснование каждого конструктивного решения. Мы избегаем ненужных рисков, используя строгие и проверенные правила конструирования. В целом, это позволяет нам выполнять все пожелания клиентов».

О компании Bosch Rexroth AG

Bosch Rexroth AG является зависимой компанией, полностью принадлежащей компании Robert Bosch GmbH, объемы продаж которой в 2002 г. достигли 3,62 млрд евро, а численность работников примерно составила 25 500. Данная компания была создана в мае 2001 г. в результате слияния компаний Bosch Automationstechnik и Mannesmann Rexroth и предлагает изделия и услуги, для которых ранее использовались товарные марки Bosch Automation, Brueninghaus Hydromatik, Indramat, Lohmann + Stolterfoht, Mecman, Refu, Rexroth Hydraulics и Star. Организация Rexroth предлагает все соответствующие приводы, средства управления и перемещения для механических, гидравлических, пневматических и электронных конструкций, а также связанные с ними услуги примерно в 80 странах.