Аэрокосмическая промышленность автомобильная промышленность машиностроение МАШИНОСТРОЕНИЕ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Генеральный директор ОАО НИАТ Член-корреспондент. - презентация

1 аэрокосмическая промышленность автомобильная промышленность машиностроение МАШИНОСТРОЕНИЕ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Генеральный директор ОАО НИАТ Член-корреспондент РАН О.С. Сироткин Современное состояние и перспективы развитие технологий в машиностроении

2 Эффективность Машиностроение III поколения Машиностроение III поколения Машиностроение IV поколения Машиностроение IV поколения Машиностроение V поколения Машиностроение V поколения Компьютерные технологии III поколения - САПР, АСУП, АСУТП Оборудование с аналоговыми ЧПУ (8-10%) Технологическая специализация цехов Качество - КСУКП Бумажные чертежи Аналоговые технологии Бумажные и электронные чертежи Аналоговые и цифровые технологии Компьютерные технологии IV поколения – CAD/CAM/CAE Оборудование с цифровыми ЧПУ (20%) Гибкие производственные ячейки (10%) Качество – ISO 9000: новых технологий ед. оборудования с ЧПУ 3600 нормативных документов Полное электронное определение изделия Цифровые технологии Компьютерные технологии V поколения – CAD/CAM/CAE/PDM/ERP Высокоскоростные обрабатывающие центры с мехатронными модулями и интеллектуальными ЧПУ, ГПМ (50-65%) Компьютеризированные интегрированные производства (CIM) Интеграция данных на макроуровне (PLM, CALS) Качество – TQM, ISO 9000:2000, AS новых технологий 5000 ед. оборудования с ЧПУ 1650 нормативных документов Тенденции развития машиностроения

3 Создание проектно-производственной среды современной высокотехнологичной корпорации И2 Б1 Б2 Б3 Б4 Б5 И1И1 И3 Т3 Т1 Т2 Текущее состояние Уровни технологического базиса Уровни бизнес- процессов Уровни информационных технологий Бизнес- среда Технологическая среда Целевое состояние Есть только одна траектория движения из текущего к целевому состоянию

4 2000 г.2010 г.2020 г. годы N пр. труда Дефицит ППР Рост объемов продукции машиностроения с 46 млрд. до 230 млрд. 6% от ВВП. 3,6 млн. 620 тыс.850 тыс млн. Численность ППР в машиностроении 2000 год 2010 год 2020 год max СТ ОЦ с ЧПУ ГПЯ ГПС CIM PLM Автомат. цифр. произв систем единиц 3-5 тыс. 1 2, Необходимый рост производительности труда 5,4 – 6,0 к 2020 году годы Выпуск самолетов (шт.) Труд (час) Производство Дополнительный «Труд» Кэф. = Q * V * R _________ Sн.+Sпр. + S эксп. Проектирование США и ЕС РФ «потеря» 150 самолетов Производство в РФ: Станки с ЧПУ – 99 штук; Промышленные роботы – 320 штук; Гибкие производственные системы (ГПС) – 2 системы; Нужно к 2020 году: тысяч промышленных роботов; ГПС нового поколения CIM (компьютеризированных интегрированных производств

5 PLM ТП 3+ ТП 5 CAD/CAM/CAE PDM/CE CIM FMS VR&VS ЭКТМ Новые процессы Новое оборудование с ЧПУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА (облик) КОНКУРЕНТНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕКОЙ СРЕДЫ Лазерные Аддитивные Композитные технологии (3D виртуальное моделирование )

6

7 Оптимизация и управление затратами КТПП и основного производства Проектирование виртуальных рабочих мест, участков, цехов Центр принятия решений по отработке на технологичность Проектирование виртуальных агрегатно- сборочного и основного производств Тренажеры для обучения ИТР и рабочих Создание ЭКТМ в режиме параллельного инжиниринга Создание интерактивных руководств по ремонту и эксплуатации ВИРТУАЛЬНАЯ СРЕДА ЦЕНТР ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ОАО НИАТ Геометрическая увязка ЭКТМ в динамике Геометрическая увязка ЭКТМ в статике Проектирование процессов сборки деталей и узлов внутри агрегата Проектирование цифровой планировки цеха окончательной сборки Симуляция сборки клепкой Центр принятия решений

8 Лазерное и аддитивные технологии

9 Лазерное технологическое оборудование, разработанное ОАО НИАТ Лазерный технологический комплекс для раскроя плоских деталей (КЛР-2D) Пятикоординатный лазерный технологический комплекс (ЛТК-3D) Технологическая установка для лазерно- плазменной поверхностной обработки сложнопрофильных деталей – полирования и наноструктурирования (МС-300Laser)

10 Традиционная технология клёпанных конструкций Технология лазерной сварки Al-Mg-Sc Al-Li 5-ти координатный лазерный технологи-ческий комплекс ЛТК-3D для сварки, резки, поверхностной обработки деталей. Разработка ОАО НИАТ Снижение веса конструкции Сокращение производственных расходов Практически отсутствие деформации Возможность интенсивного перемешивания расплавленного металла в канале проплавления -минимизация наличия пор и окисных включений Высокие скорости охлаждения сварочной ванны - образование мелкозернистой структуры в шве, минимизация зоны термического влияния Лазерная сварка в производстве интегральных компонентов фюзеляжа летательных аппаратов

11 ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ ЦЕНТР ОБЪЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО ПОСЛОЙНОГО СИНТЕЗА ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ Основные технические данные: Характеристика рабочей зоны Ось X 300 мм Ось Y 300 мм Ось Z 250 мм Ось Z2 (ось позиционирования) 200 мм Диапазон поворота по оси В 120° Диапазон вращения по оси С n x 360° Макс. скорости по осям Скорость хода по осям X, Y, Z 50 м/мин Ось В 120 об/мин Ось С 80 | 750 об/мин Мощность лазера, твердотельного 1 к Вт Точность Наименьший программируемый шаг: мм/ 0.001° Макс. точность позиционирования Линейные оси: X,Y,Z 0,02 мм Ось поворота В, С (поворот оптики) 0,02° Управление ЧПУ типа Siemens Sinumerik 840Di на подвесной панели управления Технико-экономические параметры: Минимальные затраты на ТПП Повышение производительности производственного процесса в 4-5 раз Экономия производственных площадей в 3 раза Возможность изготовления сложных биметаллических конструкция Коэффициент использования материала – 95% Годовая экономия – 10 млн. рублей

12 УСТАНОВКА ЛАЗЕРНОГО ПОСЛОЙНОГО СИНТЕЗА ДЕТАЛЕЙ ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ И МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ Основные технические данные: Характеристика рабочей зоны Ось X, мм 350 Ось Y, мм 350 Ось Z, мм 250 Макс. скорости по осям Скорость хода по осям X, Y, м/мин 3 Мощность лазера, твердотельного, Вт 300 Материал: керамические и металлокерамические порошки с нанодобавками (размер гранул мкм) Точность изготовления детали, мм ±0,03 Управление ЧПУ типа Siemens Sinumerik 840Di Технико-экономические параметры Минимальные затраты на ТПП Повышение производительности производственного процесса в 3-4 раза Коэффициент использования материала – 95% Годовая экономия – 2 млн. рублей

13 Разработка роботизированного выкладочного комплекса для изготовления деталей широкой номенклатуры Применяемые марки препрегов на материалах типа: -Hexcel: M21, M21E, 8552, M42. -Cytec: X , CYCOM , Toray: P2312W-12 Ширина выкладываемой ленты: до 50 мм Скорость выкладки: до 20 м/мин Производительность: до 12 кг/час ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Габариты деталей: -длина до 8000 мм -ширина до 2000 мм -радиус кривизны до 1000 мм

14 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Установка для лазерного полирования и структурирования поверхности сложнопрофильных деталей. Волоконный иттербиевый лазер мощностью 500 Вт 3-осевая сканирующая система Объектив Система газовой защиты зоны обработки Система управления установкой и технологическим процессом Состав оборудования

15 Установка предназначена для автоматизированной финишной обработки сложнопрофильных прецизионных деталей из различных сталей и сплавов методами лазерного полирования и структурирования поверхности. Производительность процесса лазерного полирования в 8-10 раз превосходит используемую в настоящее время ручную полировку. Полная ликвидация ручного труда, полировка сложных поверхностей в автоматизированном режиме. Возможность внедрения ИПИ-технологий. Высококачественная полировка твердых вязких материалов, таких как титановые сплавы, полировка которых традиционными методами затруднена. Параллельно решаются вопросы модифицирования обрабатываемой поверхности за счет изменения фазового состава, формирования структур с оптимальным размером зерен и плотностью дислокаций. Особенности технологического процесса Основные характеристики Максимальные размеры обрабатываемых деталей по координатам Х, Y, Z, мм 300/300/300 Скорости перемещений по линейным координатам X, Y, Z, м/мин до 30 Точность линейного позиционирования, не более мкм 6 Скорость «чистового» полирования, см 2 /мин до 10 Шероховатость поверхности после «чистового» полирования R a, мкм 0,08 – 0,12

16 Методология сертификации лазерных и специальных технологических процессов.

17 ОСНОВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ С ТРЕБОВАНИЯМИ К ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ (АТ) АВИАЦИОННЫЕ ПРАВИЛА АП-23, 25, 27, 29 ПО СЕРТИФИКАЦИИ ТИПОВОЙ КОНСТРУКЦИИ САМОЛЕТОВ И ВЕРТОЛЕТОВ АВИАЦИОННЫЕ ПРАВИЛА АП-21, части F G, ПО СЕРТИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ГОСТ Р ЕН ПО СЕРТИФИКАЦИИ СИСТЕМ КАЧЕСТВА ПОСТАВЩИКОВ АТ (все документы гармонизированы с зарубежными)

18 Требования:ТРЕБОВАНИЯ ГОСТ ISO ГОСТ Р ЕН AS/EN 9100 АП Руководство АП 21 Руководство 21.2Д Положение о порядке создания авиационной техники гражданского назначения. Разработка критериев и процедур, регламентирующих освоение, отработку и внедрение новых технологических процессов Обеспечение соответствия ДТМ требованиями действующей НД. Обоснование и методическое обеспечение контроля стабильности. Проведение: Аттестации независимой организацией в соответствии с требованиями Положения о порядке создания авиационной техники гражданского назначения Оценки технологии изготовления изделий АТ Общего аудита и одобрения производства изделий АТ Процедура сертификации производства

19 Обеспечение соответствия ДТМ требованиями действующей НД. Разработка Руководства для конструкторов по новым технологическим процессам Сертификационный базис Установление требований к процессу необходимые для обязательного исполнения Разработка Нормативной документации регламентирующей освоение, отработку и внедрение новых технологических процессов Разработка РТМ, МУ по группам процессов Разработка ПИ для определенных производственных процессов. Элементы технологической документации необходимой для сертификации

20 ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ АТТЕСТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (ТП) ДЛЯ ПОСТАВЩИКОВ 1 И 2 УРОВНЯ. Аттестация Особо Ответственных и Специальных ТП: Дополнительный аудит экспертами- аудиторами высшей квалификации Дополнительный аудит экспертами- аудиторами высшей квалификации Создание базы НД Аттестация ТП: Аттестация технологии Аттестация технологии Аттестация персонала Аттестация персонала Аттестация оборудования и оснастки Аттестация оборудования и оснастки Обучение и сертификация кадров Повышение квалификации экспертов-аудиторов Взаимодействие с Головными изготовителями и Поставщиками для минимизации рисков выпуска некачественной продукции

21 двигатели НОРМА НИАТ ГОСНИИАС НИИСУ Сертификация технологий Сертификация технологий Сертификация персонала Сертификация персонала Сертификация оборудования Сертификация оборудования Экологическая безопасность Экологическая безопасность Методология Квалификация технологий Программы Процедуры НТД и стандарты НАУЧНО- МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР СЕРТИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ (НМЦ СТ) системы Аудиторы ЛА двигатели системы ЛА двигатели Независимые лаборатории системы ЛА