ООО «Уральские локомотивы»
Automotive & Transportation NX Teamcenter Simcenter
ООО «Уральские локомотивы»

Ведущий производитель подвижных составов использует NХ, Teamcenter, Simcenter и сокращает время запуска деталей поезда в производство на 40%

Верхняя Пышма, Russia

Решения Siemens PLM Software помогли «Уральским локомотивам» менее чем за три года выпустить первый российский скоростной электропоезд

Automotive & Transportation NX Teamcenter Simcenter

Ведущий производитель подвижных составов использует NХ, Teamcenter, Simcenter и сокращает время запуска деталей поезда в производство на 40%

Верхняя Пышма, Russia

Решения Siemens PLM Software помогли «Уральским локомотивам» менее чем за три года выпустить первый российский скоростной электропоезд

quotation marks Технологии Siemens PLM Software позволяют нам оперативно разрабатывать современный подвижной состав и шагать в ногу со временем, конкурируя с достаточно сильными производителями не только в России. Петр Ваулин, Начальник управления проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований ООО «Уральские локомотивы»
ЗАДАЧИ
  • Разработать 3D-модели конструкции поезда по оригинальным немецким чертежам
  • Подготовить полный комплект конструкторской документации и сертифицировать поезд по российским стандартам
  • Наладить серийный выпуск поездов «Ласточка» и локализовать производство с участием российских поставщиков
ФОРМУЛА УСПЕХА
  • Дигитализация процессов конструкторско-технологической подготовки производства
  • Единая среда работы конструкторских и технологических подразделений: PLM-система Teamcenter и NХ planning departments
  • Оценка прочностных, жесткостных характеристик конструкции, динамических качеств поезда на соответствие требованиям по плавности хода, комфорта и безопасности с помощью Simcenter
  • Подготовка производства элементов конструкций поезда из экструдированного алюминиевого профиля в модуле NХ СAM с применением технологии адаптивного фрезерования
РЕЗУЛЬТАТЫ
  • Сокращение срока запуска деталей поезда в производство на 40%
  • Cокращение срока обработки деталей поезда на 30%
  • Менее чем за 3 года запуск в серийное производство первого российского современного скоростного электропоезда
  • Сертификация поезда по российским стандартам
  • Локализация производства на 80%

ООО «Уральские локомотивы»

Основными видами деятельности ООО «Уральские локомотивы» являются проектирование, производство, продажа и техническое обслуживание локомотивов и электропоездов.

http://ulkm.ru/

quotation marks Благодаря Simcenter мы существенно ускоряем работу инженеров, расчетчиков, сокращаем работу испытателей. За максимально короткие сроки мы реализовываем множество конструктивных вариантов, просчитываем их в виртуальной среде, не прибегая к изготовлению опытных образцов и значительно сокращая время проектирования. Петр Ваулин, Начальник управления проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований ООО «Уральские локомотивы»
quotation marks Технологии Siemens PLM Software позволяют нам оперативно разрабатывать современный подвижной состав и шагать в ногу со временем, конкурируя с достаточно сильными производителями не только в России. Петр Ваулин, Начальник управления проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований ООО «Уральские локомотивы»

Начало пути

Электропоезда сокращают расстояния между регионами большой страны, уменьшают время в пути и обеспечивают максимальный комфорт в поездке. Первым скоростным поездом Автомобилестроение и транспорт российской сборки стала «Ласточка» (серия ЭС2Г). Ее скорость достигает 160 км/ч, а стандартный пятивагонный состав способен вместить до 1,5 тысячи человек. «Ласточка» адаптирована к российским условиям: электропоезд может работать в условиях как морского тропического климата, так и северных широт, при температуре от -40 С до +40 С. Зоны входа и выхода в вагонах поезда учитывают различную высоту российских посадочных платформ.

История создания «Ласточки» началась в 2009 году, когда компания «Российские железные дороги» заказала Siemens разработку пригородного двухсистемного электропоезда, адаптированного к условиям России. Новые поезда планировалось использовать в Сочи для обеспечения пригородных пассажирских перевозок во время Зимних Олимпийских игр 2014 года, а затем распространить их и на другие линии для беспересадочного обслуживания маршрутов, имеющих участки как с переменным, так и с постоянным током.

При проектировании нового электропоезда для России за основу была взята модель пятивагонных электропоездов Siemens Desiro ML. Первые 54 электропоезда серии ЭС1 строились с 2011 по 2014 год на заводе Siemens в городе Крефельде в Германии.

Для локализации производства скоростных электропоездов в России в 2010 году Siemens AG и Группа Синара создали совместное предприятие «Уральские локомотивы» (г. Верхняя Пышма, Свердловская область). Сегодня предприятие также выпускает грузовые электровозы постоянного тока (2ЭС6), переменного тока (2ЭС7) и грузовые магистральные электровозы постоянного тока (2ЭС10).

«Перед «Уральскими локомотивами» стояла задача в достаточно короткие сроки не просто собрать в России электропоезд по оригинальным немецким чертежам, а полностью подготовить комплект конструкторской документации для сборки по российским стандартам с участием российских поставщиков. Для углубленной локализации поезда требовалось наличие оригинальных 3D-моделей», — рассказывает Виталий Брексон, заместитель генерального директора по технической политике, ООО «Уральские локомотивы».

На рельсах дигитализации

Решение об использовании технологий от Siemens PLM Software для локализации «Ласточки» было принято в результате тщательного анализа. Важными факторами, повлиявшим на выбор PLM-системы на «Уральских локомотивах», является соответствие программных продуктов Siemens российским стандартам ЕСКД и наличие высокопрофессиональной команды внедрения PLM-решений в России. А определяющим фактором послужило то, что продукты Siemens охватывают наиболее перспективные направления развития в области дигитализации — системно-ориентированный подход к разработке изделий, проектирование изделия под заданную стоимость, технологии инженерного анализа и цифровой валидации требований к изделию.

Благодаря слаженной работе по внедрению технологий Siemens PLM Software на предприятии в кратчайшие сроки была проведена полная дигитализация производства. Менее чем за 3 года удалось наладить серийный выпуск электропоездов «Ласточка», достигнув локализации производства на 80%.

«Технологии Siemens PLM Software позволяют нам оперативно разрабатывать современный подвижной состав и шагать в ногу со временем, конкурируя с достаточно сильными производителями не только в России», - рассказывает Петр Ваулин, начальник управления проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований, ООО «Уральские локомотивы».

Дигитализация на предприятии началась с внедрения системы управления конструкторской документацией Teamcenter и системы автоматизированного проектирования NX. Персонал конструкторской службы предприятия в кратчайшие сроки должен был пройти обучение работе в новом программном обеспечении для последующей самостоятельной разработки электропоезда «Ласточка» (на платформе DESIRO RUS).

Внедрение информационных систем на предприятии было реализовано комплексно. Советом директоров было принято решение о создании корпоративной, интегрированной информационной системы «Уральских локомотивов». В рамках интеграции между ERP системой управления предприятием и PLM системой Teamcenter стояла задача по обмену электронным составом изделия с учетом изменений. Интеграция была сделана с помощью штатных механизмов Teamcenter и позволила создать единое информационное пространство для работы всех подразделений «Уральских локомотивов», работа в котором повысила оперативность и слаженность производственных и вспомогательных служб.

Внедрение решений Siemens PLM Software в процесс проектирования на предприятии позволило реализовать единое управление всей конструкторской документацией, составом изделия и справочниками, а также хранение документации, осуществлять электронное согласование конструкторской документации с подразделениями завода, выполнять 3D-проектирование изделия и автоматизированное создание 2D-чертежей и спецификаций, работать с большими сборками и проводить инженерные расчеты и разработку управляющих программ для станков на основе 3D-моделей деталей.

Параллельная работа в NХ под управлением Teamcenter помогла эффективно и качественно спроектировать сложные конструкции электропоезда «Ласточка» и его модификаций, избежать ошибок на этапе подготовки конструкторской документации, выстроить автоматизированный процесс нормоконтроля.

«В системе Teamcenter конструктора параллельно проектируют все узлы в одной моделе и видят обновление остальных участников проекта. Этот принцип позволяет сократить ошибки, которые сложно выявить другими методами проектирования, и которые выявляются только на монтаже», - Дмитрий Хазиев, ведущий инженер-конструктор, руководитель сектора кузовов, отдел экипажной части, управление проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований, ООО «Уральские локомотивы».

Станция «Точный расчет»

Благодаря сотрудничеству с российской командой Siemens PLM Software за короткое время специалистами предприятия были освоены методики оценки прочностных и жесткостных характеристик несущих элементов конструкции, динамических качеств поезда на соответствие требованиям по плавности хода и комфорта пассажиров. С целью соблюдения требований по пассивной безопасности и ударопрочности проводилось виртуальное моделирование аварийных режимов столкновения электропоезда с препятствием на пути.

Система инженерных расчетов Simcenter™ позволила разработать эффективную конструкцию электропоезда «Ласточка» и локомотива в виртуальной среде, не прибегая к большому количеству испытаний.

«Благодаря системам инженерного анализа, таким как Simcenter, мы существенно ускоряем работу инженеров, расчетчиков, инженеров-конструкторов, сокращаем работу испытателей. За максимально короткие сроки мы реализовываем множество различных конструктивных вариантов, просчитываем их в виртуальной среде, не прибегая к изготовлению опытных образцов и значительно сокращая время проектирования, что позволяет нам оперативно разрабатывать современный подвижной состав и шагать в ногу со временем, конкурируя с достаточно сильными производителями не только у нас в стране, но и на мировом уровне», — поясняет Петр Ваулин, начальник управления проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований, ООО «Уральские локомотивы».

На основе цифровых подходов, реализованных в решениях Siemens PLM Software, в настоящее время на «Уральских локомотивах» выполняются все требования нормативов, сертификации и регламентов Таможенного союза.

Станция «Безопасность и комфорт»

Конструкция «Ласточки» соответствует стандартам безопасности и эргономики. Детали кузова электропоезда изготавливаются из экструдированного алюминиевого профиля. Металл не подвержен коррозии, а особая конструкция панелей обеспечивает жесткость и легкость вагона, что позволяет развивать высокую скорость. Производство деталей кузова подобного рода является инновационным для российского предприятия. Это сопоставимо с авиационной промышленностью, но кроме как на «Уральских локомотивах» изготовление изделий такой высокой сложности из длинномерного экструдированного тянутого профиля больше в России не встречается.

Разработка технологии обработки деталей кузова на станках с ЧПУ началась с нуля. Первоначально стояла задача обработать панель стены вагона длиной 23,9 м. Высота базирования частей заготовки на станке отличалась на 2-3 мм друг от друга, более того детали стены также отличались на 3-4 мм по длине. Так как панель — это элемент, на который крепятся важные компоненты салона, устанавливаются электроприборы, системы отопления, то уровнять все части между собой, не затронув плоскую часть панели, оказалось очень важной и непростой задачей.

Перед специалистами Siemens PLM Software и их коллегами из «Уральских локомотивов» встала необходимость адаптировать процесс фрезерования, изменив управляющую программу для каждого участка панели. В решении этой задачи помогла технология адаптивной обработки модуля NХ СAM, которая учитывает изменившиеся условия изготовления детали относительно первоначального расчета.

«Без адаптивного фрезерования, выполненного с модуле NХ СAM, обработка панелей из экструдированного алюминия была бы невозможна. Мы бы имели постоянные зарезы и некорректный результат», - Владимир Дудоров, инженер-технолог бюро механообработки и заготовительных операций, отдел технологии сборочно-сварочных работ управления технологической подготовки производства поездов, ООО «Уральские локомотивы».

Получив хорошие результаты в обработке стены вагона, специалисты адаптировали процесс обработки для крыши и нижней части вагона, детали которых также имеют разную длину и особенности.

Изначально в Крефельде, где производились поезда модели Desiro, обработка деталей подобного рода осуществлялась с помощью дорогой оснастки. На «Уральских локомотивах» и сегодня используется недорогая оснастка и метод базирования, созданный в NХ СAM. Деталь поезда помещается на станок, ее не нужно вытягивать с высокой точностью. Всю работу по обработке выполняет станок с ЧПУ, УП для которого создается в модуле NХ СAM.

Комплекс решений Siemens PLM Software обеспечил качественное изготовление дорогостоящих деталей электропоезда «Ласточка» с минимальными затратами на подготовку производства и полностью исключил брак. Решения на базе NX CAM позволили сократить время обработки панелей поезда на 40%, а время переналадки управляющий программы станка с ЧПУ на 30%.

Опыт, полученный при проектировании «Ласточки», был применен специалистами «Уральских локомотивов» и для проектирования магистрального грузового электровоза с асинхронным тяговым приводом «Гранит» (2ЭС10), одного из самых мощных электровозов постоянного тока для колеи 1520. Электровоз может тянуть составы суммарным весом свыше 9 тысяч тонн, что вдвое превышает грузоподъемность распространенных на железной дороге локомотивов серии ВЛ.

Следующая станция

На предприятии запланировано внедрение модуля Teamcenter «Управление требованиями». Он объединит и учтет требования к конструкции поезда, его безопасности, экономичности, уровню шума и с учетом всех вводных будет оперативно менять и создавать новую конфигурацию изделия. Также запланировано внедрение модуля «Управление CAE-данными», он обеспечит координацию данных инженерного анализа, простой поиск и повторное использование. результатов, создание и управление сложной сборкой изделий.

Применение современных цифровых технологий позволяет предприятию «Уральские локомотивы» развиваться и следовать лучшим мировым практикам железнодорожного машиностроения.

Скрыть Далее
quotation marks Благодаря Simcenter мы существенно ускоряем работу инженеров, расчетчиков, сокращаем работу испытателей. За максимально короткие сроки мы реализовываем множество конструктивных вариантов, просчитываем их в виртуальной среде, не прибегая к изготовлению опытных образцов и значительно сокращая время проектирования. Петр Ваулин, Начальник управления проектирования механических систем департамента конструкторских разработок и исследований ООО «Уральские локомотивы»
Возникли вопросы?