Управление расчетными обоснованиями

Современные рыночные условия диктуют необходимость перехода от дорогостоящих и трудоемких натурных испытаний к имитационному (расчетному) моделированию изделий, объектов и процессов, сопровождающих их жизненный цикл. Это способствует увеличению интереса к инструментам инженерного анализа – CAE-системам в мировой индустрии, в том числе со стороны российских предприятий. Такой тренд будет сохраняться и в дальнейшем, поскольку идет развитие самих расчетных систем и систем автоматизированного проектирования (в том числе для подготовки инженерных и расчетных моделей), что приводит к повышению точности расчетных обоснований и позволяет расширять области применения подобных систем. В то же время, непрерывный рост объема и числа расчетов сопровождаются рядом проблем, в первую очередь связанных с отсутствием необходимой информационной поддержки и правильной организации процессов проведения расчетных обоснований соответствующих инженерных решений.

Далее посмотрим на несколько типовых ситуаций и возможные проблемы, которые их сопровождают.

Хранение расчетных данных на локальном компьютере исполнителя

Использование различных расчетных систем и вычислительных ресурсов

“Традиционные” способы обмена информацией

Решение приведенных выше проблем возможно за счет перехода к современной технологии управления процессами выполнения инженерных расчетов и управления расчетными данными. Такая технология реализуется путем создания и внедрения на предприятии автоматизированной системы управления расчетными обоснованиями (АСУРО).

Назначение системы

Автоматизация управления расчетными данными (сбор, структурирование, централизованное и защищенное хранение, поиск, подготовка для визуализации и др.).
Автоматизация и организация совместной работы участников процессов расчетных обоснований, в том числе территориально удаленных друг от друга.
Унификация механизмов для проведения расчетов с использованием различных расчетных систем (в том числе собственной разработки) и вычислительных ресурсов.
Сохранение и автоматизация методик моделирования (процедур расчетного обоснования).

Функциональные возможности

Структурированное хранение и управление версиями расчетных данных:
— исходных данных для расчетного обоснования в виде электронных 2D/3D-моделей и/или текстового описания (например, технических заданий);
— расчетных моделей (сформированных путем упрощения исходных моделей, указания граничных условий и т.п.) и входных файлов (с набором необходимых параметров) для    расчета;
— результатов расчета, полученных после завершения работы решателя расчетной системы;
— обработанных результатов расчета (графики, изображения, отчетные материалы).
Управление взаимосвязями между версиями расчетных данных для прослеживаемости различных вариантов расчетов.
Быстрый поиск и просмотр расчетных данных.
Управление правами доступа к расчетным данным.
Управление бизнес-процессами (потоками работ) в рамках расчетного моделирования с возможностью автоматизации разных методик моделирования (например, формирования расчетной сетки, запуска расчета, обработки результатов расчета и др.).
Формирование различных отчетов по расчетным данным.
Интеграция с коммерческими CAE-системами и специализированными программами для выполнения расчетов (в том числе, собственной разработки).
Организация и автоматизация взаимодействия с различными вычислительными ресурсами.

Техническая реализация

Ниже показаны основные функциональные компоненты АСУРО и схема взаимодействия между ними.

В качестве программной платформы АСУРО должна использоваться SPDM-система (англ. Simulation Process and Data Management), в которой уже предусмотрены базовые функциональные возможности, необходимые для реализации функциональных требований к АСУРО. В качестве альтернативного варианта, основной функционал АСУРО может быть реализован на базе системы класса PDM.

Наиболее известными и распространенными SPDM-системами являются ANSYS EKM (ANSYS), SimManager (MSC Software), Teamcenter for Simulation (Siemens PLM Software), Enovia SLM (Dassault Systemes).

Место в общей информационной среде предприятия

АСУРО является одним из компонентов единой PLM-среды предприятия.

Для обеспечения необходимого взаимодействия должна быть реализована интеграция АСУРО с PDM-системой, включающая в себя следующие основные возможности:

передачу исходных данных из PDM-системы в АСУРО;
отслеживание в АСУРО (с получением соответствующих уведомлений) изменений исходных данных;
передача из АСУРО и сохранение в PDM-системе итоговых обработанных результатов расчетов в привязке к исходным данным.

Эффект от внедрения

Внедрение АСУРО обеспечивает:

повышение общего качества и достоверности расчетных обоснований;
сокращение затрат времени на взаимодействие между подразделениями предприятия в рамках проведения расчетных обоснований;
сокращение трудозатрат на проведение расчетов;
сокращение трудозатрат на внедрение новых расчетных систем и вычислительных ресурсов, а также на обучение пользователей их использованию, в том числе за счет унификации механизмов взаимодействия с ними;
гарантированную сохранность результатов проведенных расчетов и обоснований (как интеллектуальной собственности предприятия);
обеспечение преемственности инженерного опыта и научных знаний.