Внедрение Autodesk Inventor на предприятии ООО «Главстрой-инжиниринг»

Статья посвящена использованию системы Autodesk Inventor для проектирования разнообразных конструкций из алюминиевых профилей в архитектуре и строительстве

Владимир Касаткин,
Инженер-конструктор

Ни для кого не секрет, что сегодня алюминий прочно вошел в нашу жизнь. Этот металл высоко ценится во всем мире за его легкость, прочность, долговечность – важные потребительские качества. Приобретает все большую популярность использование разнообразных конструкций из алюминиевых профилей в архитектуре и строительстве. Сочетание стекла и алюминия, ставшее своеобразной «визитной карточкой» крупных западных городов, все увереннее входит и в российскую архитектуру. За счет применения различных систем алюминиевых профилей можно создавать разнообразные архитектурные формы, вплоть до сложных пространственных конструкций.

А проектирование последних - довольно сложная и трудоемкая техническая задача. Ее решение требует значительных усилий и профессиональных навыков от конструктора, потому как задача проектирования при этом переходит в разряд объемных. Первые впечатления порой обманчивы, так как за кажущейся простотой конструкций кроется немало подводных камней. Основной сложностью в данном случае является «хитрая» обработка алюминиевых профилей: двухплоскостные резы, фрезеровки и др. Если ко всему этому добавить вновь разрабатываемые каждый раз элементы крепления, узлы примыкания и сложность монтажа изделия, то вполне можно считать, что пространственные конструкции действительно отличает высокая степень сложности. Перечисленных причин достаточно, чтобы задуматься о переходе с плоского черчения на 3D проектирование.

Конечно, традиционные двумерные CAD-системы предоставляют нам способы разрешения подобных задач, однако все они достаточно трудоемки и ненаглядны. При таком подходе работа конструктора в 2D заняла бы массу времени (не говоря уже о времени на исправление и доработку документации), да и количество ошибок увеличилось бы в разы. А в условиях строгих временных рамок такое категорически недопустимо. Поэтому перед руководством Дирекции по проектированию ООО «РусАлюмСтрой» встала задача перехода на качественно новый уровень проектирования пространственных алюминиевых конструкций. При выборе программного обеспечения учитывался целый ряд факторов, ключевыми из которых являются простота и скорость освоения, а также функционал и стоимость продукта. Компания Autodesk предлагает линейку своих программных продуктов, которые вполне отвечают вышеперечисленным требованиям. Удачным решением руководства было приобретение в 2005 году пяти сетевых лицензий Autodesk Inventor. Итак, первый шаг навстречу трехмерной эпохе был сделан, но это было только начало…

Рис.1 Учебный театр ГИТИСа. Зенитный фонарь Ф-1

Об успехах на предприятиях, связанных с переходом с 2D на 3D проектирование написано немало. И наше предприятие не исключение в этом смысле. Первые ощутимые результаты появились не сразу, потому как начальные проекты давались с трудом. Трехмерные конструкции моделировались довольно долго, нередко переделываясь с нуля по нескольку раз. И это можно понять, ведь наши трехмерщики только-только приступали к освоению среды Autodesk Inventor. Сотрудников отличало разное стартовое состояние. Кто-то самостоятельно изучал руководства и пособия, а у кого-то уже был определенный багаж начальных знаний. Увы, но от потерь времени при освоении новой системы никуда не деться – это естественный процесс. Вообще переходные процессы неизбежны, но, как говорится: «Лучше час потерять, и за пять минут долететь». В связи с этим необходимо отметить важность организованного обучения. Чтобы ускорить этот процесс из города Бийска на наше предприятие был приглашен инженер-конструктор с многолетним опытом общения с Autodesk Inventor – Михаил Казаков. С его помощью и рекомендациями последовало более глубокое освоение системы и постепенное осознание того, что это за средой моделирования стоит не просто совокупность операций «Выдавливание», «Вращение» и т.п., а принципиально новые технологии. Михаил возглавил обучение сотрудников трехмерному проектированию. Для занятий был создан компьютерный класс, где обучение проводилось без отрыва от производственного процесса. Были сформированы три учебные группы, с каждой из которых проводились регулярные двухчасовые занятия. Для закрепления материала сотрудникам выдавались домашние задания с разнообразными упражнениями. Весь курс обучения следовал методике «от простого к сложному» и занял около трех месяцев. Этот период также включает и время перерывов, когда занятия не проводись ввиду большой производственной загрузки сотрудников. Главный акцент был сделан на том, как правильнее и эффективнее использовать систему Autodesk Inventor в условиях специфики и сложившейся практики проектирования. Также были разработаны методики проектирования типовых пространственных конструкций – зимние сады, зенитные фонари и др., с пошаговым описанием выполняемых действий. В результате можно сказать, что большинством проектировщиков система была освоена довольно неплохо. По крайней мере, их навыков хватало для выполнения первых проектов. На сегодняшний день с уверенностью можно сказать, применение Autodesk Inventor позволило значительно ускорить процесс проектирования сложных конструкций, а также избавить конструкторов от досадных ошибок, вызванных сложностью расчёта размеров традиционными средствами.

Рис. 2 Зенитный фонарь Ф-1 на монтаже

Следует отметить, что в силу специфики алюминиевых ограждающих конструкций из всего обширного инструментария Autodesk Inventor используются лишь средства статического проектирования. Это составляет приблизительно четверть всего потенциала системы. Зачастую при разработке конструкций используются производные компоненты (Derived part). Дело в том, что алюминиевые профили в пределах одной архитектурной системы отличает высокая степень типизации. Это означает, что профили одного функционального назначения отличаются одним – двумя параметрами (например, переменная высота профиля в ряду стоек или ригелей). Понятно, что в данном случае использование производных компонентов вполне обосновано. Весьма полезен модуль прочностного расчета Stress Analysis для прикидочной оценки кронштейнов и элементов крепления на несущую способность. Остальные же средства, разработанные для ускорения машиностроительного проектирования, оказались просто невостребованными.

Рис. 3 г. Москва, ул. Вишневая, Общеобразовательная школа. Зенитный фонарь ЗФ-1

Но, как показала практика, Autodesk Inventor не является панацеей от всех бед. Постепенно стало ясно, что система трехмерного проектирования не решает всех проблем при разработке плоских витражных конструкций, которые занимают отдельную нишу среди алюминиевых конструкций. Главная особенность таких изделий заключается в том, что проектирование геометрической конфигурации деталей не выходит за рамки плоской задачи. По этой причине для быстрого выпуска технической документации в требуемых форматах вполне обоснованно применение двумерных САПР типа AutoCAD. Перенос в 3D плоских типовых конструкций (эркер, прямой витраж и т.д.) и дальнейшая работа с ними в среде Autodesk Inventor не ускоряет, а даже замедляет процесс проектирования. Дело в том, что технология построения 3D модели требует точного геометрического описания модели. На эту точность необходимо тратить дополнительные силы и время. Поэтому пока на плоскости Autodesk Inventor проигрывает двумерным САПР. Не исключено, что по мере совершенствования практики проектирования и роста производительности компьютерного оборудования, произойдет переход на 3D и в таких проектах.

Рис. 4 Зенитный фонарь ЗФ-1 на монтаже

Сегодня, по прошествии двух с половиной лет, можно с твердой уверенностью заявить, что разработка сложных пространственных алюминиевых конструкций уже слабо представима без системы Autodesk Inventor. Ни у кого и сомнения не вызывает целесообразность ее использования в проектировании. Архитектура – это, прежде всего, разнообразие изящных линий и форм. Интерес к необычным и оригинальным пространственным алюминиевым конструкциям продолжает расти, а для их проектирования Autodesk Inventor – лучший помощник.