История развития САПР в СПКБ

Журнал «Морской вестник», №2 (14), 2005

Создание и развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) в Северном ПКБ началось более двадцати пяти лет назад, в конце 70-тых годов прошлого столетия. Первые работы по САПР были направлены на решение отдельных расчетных задач и выполнялись на электронно-вычислительной машине 2-го поколения «Минск-32», которая находилась на территории завода имени А.А. Жданова (ныне ОАО «Судостроительный завод «Северная верфь»). Это были расчеты по теории корабля, расчеты паропроводов на самокомпенсацию и расчеты заработной платы. Применение средств вычислительной техники и программного обеспечения позволяло получать выходные документы в виде отдельных отчетов, которые затем преобразовывались вручную в документы соответствующие стандартам судостроения.

В 1980 году в СПКБ была смонтирована ЭВМ единой серии ЕС-1022 и позднее – графопостроитель «Benson» и ЭВМ ЕС-1055М. С этого момента начинается интенсивное развитие САПР в Северном ПКБ, которое было направлено прежде всего на значительное уменьшение трудоемкости разработки рабочей документации, поэтому приоритетными стали разработка программ получения текстовой документации к чертежам, программ инженерных расчетов и получения отдельных графических документов. Огромный вклад в идеологию, разработку, внедрение и развитие САПР внесли специалисты бюро Газарх В.Г., Лазарев П.Л., Цыбульский Г.В., Темкин М.С., Белоголов В.В. C 1981 года начинает действовать подсистема «Арктур», разработанная Северным ПКБ совместно с ЦКБ «Айсберг». Она позволяла получать спецификации к монтажным чертежам трубопроводных систем и систем достройки. C 1983 года начата разработка комплекса программ «Комплектация», позволяющего получать заказные ведомости на заказ. Первые работы были связаны с раскрытием изделий МСЧ и формированием заказной ведомости МСЧ.

В 1983 году была приобретена у Невского ПКБ подсистема САПР «Электро-2» и началась ее адаптация к условиям выпуска документации в Северном ПКБ. Этим занималась группа специалистов бюро под руководством Гончаренко Н.П. Первые документы в этой системе были сделаны в том же году. Это кабельные журналы к электромонтажным комплектам, кабельные журналы магистральных кабелей, а также перечень кабельных коробок с перечнем кабелей. В дальнейшем в СПКБ была разработана своя подсистема САПР-ЭЧ, впервые примененная при проектировании заказа для республики Индия.

В течении 80-х и начала 90-х годов было разработано несколько версий этих программных продуктов, которые в итоге позволили получать:

в подсистеме «Арктур» – спецификации для монтажных чертежей трубопроводов, монтажа механизмов и оборудования, дельных вещей, ведомостей карт-эскизов труб, изоляции труб и корпуса, гравировки и установки отличительных планок и футштоков, покрытий палуб, а также спецификации к чертежам электромонтажных районов, креплений кабелей и установочным чертежам отделов электротехнических и спецсистем (после формирования баз данных в подсистеме САПР-ЭЧ);
в подсистеме «Комплектация» – заказные ведомости комплектов 1, 2 и 3, материалов, кабеля и кабельных изделий, ведомости применяемости изделий и материалов, а также производить их корректировку;
в подсистеме САПР-ЭЧ – кабельные журналы к электромонтажным комплектам и схемам соединений, кабельные журналы магистральных кабелей, перечень кабельных коробок с перечнем кабелей, маршруты магистральных кабелей, перечень узлов с перечнем кабелей; формируются оперативные данные для выпуска спецификации к указанным чертежам в подсистеме АРКТУР.

С 1982 года на ЭВМ ЕС-1022 установлена система «Проект 1», с подсистемами «Статика» и «Мореходность», дополненная в 1983 году подсистемой «Управляемость». Система «Проект 1» была разработана ЦНИИ им. Крылова. С 1983 года началась разработка собственных программ в дополнение к системе «Проект 1»: «паспортные диаграммы», «Кривые элементов теоретического чертежа», «Кривые плеч остойчивости формы», «Масштаб Бонжана», «Схема парусности» и программы для расчета ветростойкости, расчета водоизмещения и координат по результатам кренования, расчета плавучести, остойчивости и периодов свободных бортовых колебаний для различных случаев нагрузки.

Одновременно с этим была разработана и введена в действие программа расчета весовой нагрузки корабля.

В период с 1984 года по 1990 год создается подсистема САПР-КОРПУС, которая была предназначена для формирования математической модели корпуса, содержащей описание поверхностей конструкций и конструктивных линий на этих поверхностях. Работы выполняла группа специалистов корпусного отдела под руководством Ананьева Ю.В. На основе модели вычерчивались заготовки конструктивных схем и рабочих чертежей корпуса. Кроме того подсистема обеспечивала формирование и выпуск плазовой книги.

С 1989 года начинают поступать ПЭВМ и начинается разработка отдельных расчетных задач для этих компьютеров. В 1991 году были созданы под требования ОАО «Судостроительный завод «Северная верфь» и отработаны программы по формированию электронного транспортного массива, который обеспечивал быструю обработку проектной информации для технологической подготовки производства.

К концу 1991 года была смонтирована станция «Vidioton» с пакетом финских программ «CADMATIC», который позволяла создавать электронные макеты размещения оборудования и трубопроводов.

Характерной особенностью подсистем САПР до 1992 года является их изолированность друг от друга как в информационном так и техническом смысле. Все подсистемы базируются на ЕС ЭВМ, причем с различным информационным и общесистемным обеспечением.

С 1992 года начинается новый этап развития САПР в Северном ПКБ, который направлен на создание единого комплекса «САПР-СУДНО», связав все подсистемы между собой и обеспечив передачу информации от одной подсистемы к другой в автоматизированном режиме.

С этого года начинается электронное макетирование на станции VIDEOTON в системе CADMATIC, отработка технологии вывода чертежей с электронного макета. Первый электронный макет был создан на заказе 17380, макетировалось машинно-котельное отделение. По результатам этого макетирования были созданы совмещенные чертежи. К сожалению пакет CADMATIC дает возможность только размещать оборудование, трубы и пучки кабеля. В нем нет корпуса, а также проектной и электрической части. Попытка передавать данные с обводами корпуса из математической модели, получаемой корпусным отделом на ЕС-1055М, в CADMATIC, не увенчались успехом из-за малой мощности станции VIDEOTON.

По мере увеличения закупки ПЭВМ начинается перевод программ с ЭВМ ЕС на ПЭВМ, создается локальная вычислительная сеть предприятия. Переводимые программы переделываются так, чтобы они работали на единой базе данных (база отдела оборудования, материалов, ЗИП, снабжения и поставок). В качестве графического редактора используется AutoCAD, в котором разрабатываются графические документы (схемы, чертежи, сетевые графики и т.п.), а также дооформляются заготовки чертежей полученные с электронного макета. Для получения текстовых документов (инструкций по эксплуатации, приемосдаточной документации, отдельных документов и т.п.) используется пакет программ «Microsoft Office».

В середине 90-х годов накопленный опыт по разработке электронных макетов и получения с них качественной документации показали нам необходимость приобретения и внедрения полной специализированной для судостроения CAD системы, обеспечивающей проектирование в полном объеме как гражданских судов так и военных кораблей. Система проектирования судов выбиралась почти 2,5 года, то есть с середины 1994 года. За это время были рассмотрены специализированные и универсальные системы: FORAN, TRIBON, NUPAS/CADMATIC, CATIA, CADDS5, CIMATRON, ProINGENEER, UNIGRAFICS. После их изучения были оставлены только три специализированные системы: FORAN, TRIBON, NUPAS/CADMATIC. Для этих трех систем были разработаны критерии, которые оценивались по трех бальной системе. Основными критериями выбора были:

стоимость программного обеспечения;
уменьшение затрат на средства вычислительной техники;
быстрота ввода в действие;
полный набор функциональных модулей для всех специализаций СПКБ;
возможность параллельной работы всех специализаций СПКБ.

Общее количество критериев было более десяти. На основании анализа этих критериев была выбрана система FORAN.

В 1998 году приобретается пакет программ «FORAN» испанской фирмы Sener, который отвечает всем этим требованиям. Установлено было 15 рабочих мест и 38 лицензий различных модулей системы FORAN. Первые макеты пяти помещений были выполнены на заказе 11356, а на следующем заказе уже выполняется макетирование 109 помещений. Для этого было установлено еще 25 рабочих мест и количество лицензий было доведено до 96. Кроме того были приобретены технологические модули системы FORAN, позволяющие производить раскрой металла для корпусных конструкций в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Одновременно с этим продолжается разработка и закупка новых программ: программы по получению спецификаций к электромонтажным комплектам, пакет программ «Испа» для прочностных расчетов корпуса, программы для расчетов по общесудовой вентиляции и т.д.

В 1995 году был создано подразделение программистов, которое стало заниматься разработкой программного обеспечения по заявкам отделов бюро, а также в соответствии с планами развития САПР, которые обычно разрабатываются каждые два года. Такая концентрация программистов позволила решать быстро достаточно сложные вопросы не только по САПР, но и по планированию работ в бюро, по внедрению электронного архива и т.п.

На сегодняшний день в Северном ПКБ установлено более 500 компьютеров, которые объединены в общую сеть работающую под WINDOWS, создан зал для закрытых работ со своей собственной защищенной сетью, организованы залы коллективной печати, которые оборудованны высокопроизводительными плоттерами и принтерами, и действует комплекс «САПР-СУДНО», охватывающий работы всех специализаций бюро и позволяющий выпускать документы в электронном виде, передавать заводу-строителю транспортный массив проектных данных для технологической подготовки производства. Ядром его является система FORAN в которой выполняется:

Проектным отделом – поверхность корпуса, формирование палуб и переборок, теоретический чертеж, расчеты по теории корабля для гражданских судов, а для военных судов сделан интерфейс к системе «Проект 1», плазовая книга часть 1;
Корпусным отделом – электронную модель корпуса и заготовки рабочих чертежей корпуса с дооформлением в AutoCAD, эскизы деталей, карты раскроя, гибочные шаблоны, чертежи постелей для гибки листов, программы плазменной резки для станков с ЧПУ, плазовую книгу часть 2;
Механическими отделами – электронные модели помещений, заготовки рабочих чертежей расположения оборудования и трубопроводов с дооформлением в AutoCAD, совмещенные чертежи, карты-эскизы труб, альбомы ветвей трубопроводов с координатами установки на судне, альбомы видов макета, программы автоматизированной гибки труб для станков с ЧПУ;
Электрическими отделами и отделами спец. техники – электронные модели помещений, заготовки рабочих чертежей расположения оборудования и электротрасс с дооформлением чертежей в AutoCAD.

Данные из FORAN в AutoCAD передаются через DXF-интерфейс.

Система AutoCAD установлена на всех компьютерах и с ее помощью отделы заготовки чертежей получаемые с электронных макетов в системе FORAN, разрабатывают графическую документацию, которая не выполняется в системе FORAN. Также на компьютерах установлен пакет программ «Microsoft Office» для получения отдельных текстовых документов, которые не охватывают подсистемы «Арктур» и «САПР-ЭЧ».

Вся текстовая документация к монтажным чертежам верфи выполняется в подсистеме «Арктур» (спецификации монтажным чертежам, к электромонтажным комплектам, ведомости отличительных планок, ведомости изоляции).

Кабельные журналы к электромонтажным комплектам и магистральных кабелей выполняются в подсистеме «САПР-ЭЧ».

Заказные ведомости, ведомости применяемости изделий и материалов выпускаются в системе «Комплектация». Данные из подсистем «Арктур» и «САПР-ЭЧ» в систему «Комплектация» передаются автоматически.

Весовая нагрузка по заказу считается в программе «АСУКНМ», в отделах нагрузка к чертежам рассчитывается автоматически после выпуска спецификации и передается в «АСУКНМ» по сети.

Сегодня отрабатываются программы формирования ведомостей ЗИП и снабжения, ведется разработка электронного каталога ЗИП.

В последние годы мы стали уделять внимание внедрению элементов CALS технологий в бюро. Рассматриваются системы с целью применения их в бюро для управления проектами и для создания информационных моделей заказов. Проведен пилотный проект совместно с ОАО «Балтийский завод» по созданию структуры электронной информационной модели корабля (ИЭМК). В настоящее время совместно с 1 ЦНИИ МО и фирмой «Си проект» разработана структура ЭИМК, действующий макет ЭИМК выполненный на базе одного помещения, разработаны постановки эксплуатационных задач, которые будут решаться с помощью ЭИМК, технологическое программное обеспечение для обслуживания ЭИМК.

В бюро действуют программы электронного архива, внутренней и внешней электронной почты, а также имеются возможности сканирования и векторизации бумажных чертежей и текстовых документов, работает электронная система запросов на ремонт техники и ликвидации сбоев программного обеспечения.