Цифровизация литейного и кузнечно‑штамповочного производства на Авиастар-СП (Ульяновск)
Проект реализован командой «Нова‑Инжиниринг» на предприятии Авиастар‑СП (Ульяновск) с целью цифровизации ключевых металлургических переделов — литья и обработки металлов давлением (ОМД). Несмотря на неплохой уровень автоматизации (использование PLM/PDM и CAD‑систем), на заводе ранее не применялись специализированные CAE‑решения для моделирования производственных процессов и виртуальных испытаний.
Перед командой стояла задача помочь предприятию начать работу с инструментами инженерного анализа: провести обучение специалистов, запустить пилотный проект по изделиям с высокой долей брака и продемонстрировать практическую ценность моделирования. В качестве базовых решений использовались ПО ESI ProCAST (для литейных процессов) и QForm (для ОМД). Ключевой целью пилота было добиться сходимости прогнозных расчётов дефектов с реальными производственными данными и предложить оптимизационные решения для снижения брака и повышения выхода годного (ТВГ).
Тестовый период длился около полугода, проект курировался генеральным директором предприятия, а его итоги были представлены на площадке Ульяновского университета (УЛГУ) в присутствии губернатора Ульяновской области. Результаты оказались выше ожиданий: Авиастар‑СП приобрёл лицензии на ПО, а УЛГУ — академические версии программ для подготовки кадров, ориентированных на задачи предприятия.
ЗАДАЧА
- внедрить на предприятии Авиастар‑СП инструменты CAE‑моделирования для литейного производства (ProCAST) и обработки металлов давлением (QForm);
- обучить специалистов завода работе с ПО и сформировать внутренние компетенции для самостоятельного использования инструментов;
- запустить пилотный проект по изделиям, характеризующимся высокой долей брака и низким выходом годного;
- добиться сходимости результатов виртуального моделирования с фактическими производственными дефектами;
- предложить на базе расчётов конкретные технологические решения по снижению или полному исключению брака;
- продемонстрировать технико‑экономический эффект от применения моделирования и обосновать целесообразность приобретения лицензий;
- выстроить взаимодействие с академической средой (УЛГУ) для подготовки кадров под задачи предприятия.
РЕШЕНИЕ
- проведён комплекс обучающих мероприятий для специалистов Авиастар‑СП по работе с ProCAST и QForm, сформирована база внутренних компетенций;
- запущен пилотный проект: выбраны изделия с высокой долей брака, по ним выполнены виртуальные расчёты литейных и деформационных процессов;
- в ProCAST смоделированы литейные процессы — проанализированы риски усадочных дефектов, пористости, недоливов и предложены корректировки литниково‑питающей системы и температурных режимов;
- в QForm выполнены расчёты процессов ОМД — выявлены зоны риска (перегрев, разрывы, неравномерная проработка структуры), предложены изменения в оснастке и маршрутах деформирования;
- проведена верификация результатов моделирования: прогнозные дефекты сопоставлены с реальными производственными образцами, подтверждена сходимость расчётных и фактических данных;
- разработаны и переданы заводу оптимизационные рекомендации по техпроцессам, позволяющие снизить брак и повысить ТВГ;
- подготовлена демонстрационная база (кейсы, слайды, технико‑экономические показатели) для защиты проекта перед руководством предприятия и региональными властями;
- организовано сотрудничество с УЛГУ: согласованы программы подготовки студентов с учётом специфики задач Авиастар‑СП, закуплены академические лицензии для учебного процесса.
РЕЗУЛЬТАТЫ
- успешно внедрён комплекс CAE‑инструментов (ProCAST и QForm) на Авиастар‑СП — предприятие приобрело коммерческие лицензии на всё тестируемое ПО;
- достигнута высокая сходимость прогнозных расчётов с реальными производственными дефектами, что подтвердило достоверность и практическую ценность моделирования;
- по пилотным изделиям получены конкретные оптимизационные решения, позволившие снизить долю брака и повысить выход годного;
- сформирован внутренний пул квалифицированных специалистов Авиастар‑СП, способных самостоятельно вести расчёты и внедрять улучшения;
- доказан технико‑экономический эффект применения моделирования — сокращение цеховых экспериментов, ускорение отработки технологий, снижение затрат на брак;
- выстроено партнёрство с Ульяновским университетом: закуплены академические версии ПО для подготовки будущих сотрудников предприятия, что обеспечивает долгосрочную кадровую поддержку цифровизации;
- проект получил высокий уровень признания — защита результатов прошла в УЛГУ при участии губернатора Ульяновской области, что подчёркивает значимость внедрения цифровых технологий для региональной промышленности;
- создана методическая и технологическая база для масштабирования CAE‑подхода на другие изделия и переделы предприятия.
