Modélisation numérique dans une grande entreprise industrielle

Bonjour, Habr et ses chers lecteurs!

J'ai eu de la chance. Je travaille dans une grande entreprise métallurgique qui apprécie l'innovation, dispose d'équipements modernes, d'une bonne base de laboratoire, de partenaires à travers le monde. Mais cela ne signifie pas du tout qu'il était simple d'introduire et de rendre populaire un nouvel outil de recherche. Je veux vous dire pourquoi nous avons abordé ce sujet, quels obstacles nous avons rencontrés, quels résultats nous avons réussi à atteindre et où nous voulons nous développer. Je porterai une attention particulière à la question de savoir pourquoi nous sommes venus chez nos clients avec la modélisation numérique. Bienvenue au chat!

L'idée d'utiliser la modélisation numérique pour augmenter l'efficacité des processus de production des produits laminés et de leur transformation est apparue pour la première fois dans notre pays en 2010 dans le cadre d'un échange d'expérience avec une entreprise métallurgique américaine. À cette époque, nos collègues à l'étranger comptaient un groupe de 4 ingénieurs issus de l'industrie automobile et, depuis plus de 10 ans, ils mettaient en œuvre des projets pour les trois grands constructeurs automobiles américains - Ford, General Motors et Chrysler. La présence d'une solide équipe d'ingénieurs et du fournisseur de solutions en acier pour réduire le poids et améliorer la sécurité des voitures a été l'un des principaux facteurs d'approvisionnement aux États-Unis pour les constructeurs automobiles.

Au cours des 5 prochaines années, nous avons prouvé et justifié la nécessité d'introduire des outils similaires avec nous, d'acheter des ordinateurs et des logiciels et de former le personnel. Ce furent les «temps sombres» de notre projet. Le plus souvent, j'ai dû répondre à ces questions:

• il y a suffisamment d'entreprises et d'universités autour pour le faire rapidement, efficacement et à peu de frais, pourquoi le faire à l'intérieur de l'entreprise?
• il y a suffisamment de spécialistes expérimentés hautement qualifiés sur le marché, pourquoi enseigner à vos employés?
• nos clients ont déjà des centres d'ingénierie modernes, les meilleurs logiciels et spécialistes, comment pouvons-nous les aider?

Nous avons systématiquement, semaine après semaine, traité ces questions et d'autres similaires, fait la connaissance des acteurs du marché - développeurs et distributeurs de logiciels, universités, centres d'ingénierie client. Les principales conclusions que nous avons tirées:

• Il existe des entreprises et des spécialistes sur le marché qui sont prêts à analyser tous les processus par des méthodes numériques, mais de ces unités sont prêtes à se changer en vêtements de travail, à mettre des EPI, à nous accompagner vers une production réelle, à regarder le processus, à discuter de l'énoncé du problème, des options de simplification et à suggérer des hypothèses. Encore moins d'entreprises sont disposées à assumer la responsabilité du résultat de la mise en œuvre des solutions proposées;
• il n'y a pas d'entreprises et de spécialistes sur le marché ayant une vaste expérience dans la simulation numérique des procédés de métallurgie ferreuse;
• les investissements dans les logiciels, la formation du personnel et les ordinateurs sont facilement rentables en 2 ans par rapport au coût potentiel d'achat de tels services.

La principale réalisation de notre «période sombre» a été un vaste réseau de connaissances avec des partenaires externes potentiels en Russie et à l'étranger.

En 2015, nous avons atteint notre objectif - nous avons commencé à étudier, reçu notre premier ordinateur informatique - le Dell Precision T7600 avec 8 cœurs et 16 Go de RAM à bord, et la première licence.


Notre premier ordinateur informatique. Il travaille régulièrement avec nous maintenant, il considère les processus de formation des tuyaux et des profils - un exemple était dans la photo de titre

Même lorsque nous avons rencontré les clients pour la première fois, nous avons constaté un grave manque d'informations sur les propriétés physiques des matériaux. Notre entreprise est devenue la première en Russie et le quatrième producteur d'acier au monde, qui fournit systématiquement à ses clients des informations sur les propriétés spéciales des produits nécessaires à la conception numérique et à l'optimisation des produits.


Le résultat d'un test de flexion en laboratoire et le résultat de simulation de ce test

Déjà au cours des 6 premiers mois de travail, nous avons pu abandonner deux travaux précédemment prévus avec des partenaires externes et les réaliser nous-mêmes. L'effet économique s'est élevé à plusieurs millions de roubles.


L'un des premiers travaux - un modèle de test des produits en acier pour la résistance aux balles, permet de déterminer, en fonction des propriétés mécaniques, le matériau répond aux exigences de résistance aux balles, de calculer l'épaisseur minimale d'armure admissible, d'optimiser la géométrie du produit pour augmenter les propriétés de protection

Notre équipe compte désormais 4 ingénieurs hautement qualifiés dans le domaine de la modélisation numérique de la production et de la transformation de l'acier. Nous utilisons les logiciels des principaux développeurs mondiaux Dassault Systèmes, ANSYS, Autoform, coopérons avec 35 partenaires russes et étrangers, notamment des développeurs et des distributeurs de logiciels, des centres d'ingénierie et des universités. Parmi les directions maîtrisées de la modélisation figurent les procédés de laminage à chaud et à froid, la production de tubes et profilés spéciaux, le calcul des structures de bâtiments, l'emboutissage de pièces automobiles et d'éléments de systèmes de toiture. L'une des directions maîtrisées avec succès - la modélisation de la planéité des produits laminés et des contraintes internes après laminage, redressage et découpe n'est réalisée que par quelques sociétés dans le monde.

Actuellement, un certain nombre de tâches avec de grandes perspectives d'application sont en cours. Le modèle d'essais au feu vous permettra de reproduire de vrais essais qui sont nécessaires pour obtenir l'autorisation d'utiliser de nouveaux profils ou structures en construction. Préalablement aux essais, cet outil permettra de déterminer son résultat avec une grande précision, d'optimiser les propriétés mécaniques des produits laminés, la section transversale du profilé et l'ensemble de protection incendie pour assurer les niveaux de résistance au feu requis. Il est prévu d'utiliser ce modèle pour promouvoir de nouveaux types de produits de notre entreprise, pour développer de nouveaux matériaux de construction, y compris en collaboration avec les clients de l'entreprise.

La modélisation de la transmission et de l'absorption des vibrations offre la possibilité d'optimiser les structures de support des équipements fonctionnant sous des charges vibratoires élevées afin d'augmenter la fiabilité et d'augmenter les périodes de révision. Le modèle pilote est en cours d'élaboration comme exemple de l'équipement utilisé dans notre entreprise. L'augmentation de la résistance aux vibrations peut être obtenue à la fois par l'optimisation géométrique de la conception et par l'utilisation de matériaux absorbant les vibrations, y compris l'acier. Un modèle similaire peut être utilisé dans la conception de bâtiments résidentiels sur charpente métallique afin d'améliorer l'isolation acoustique tout en réduisant le coût des matériaux d'insonorisation.

Nous savons avec certitude que la simulation numérique des processus est appliquée ou mise en œuvre dans de nombreuses entreprises et nous sommes sûrs d'avoir suffisamment de sujets de discussion et de partage des connaissances. Nous sommes prêts à en savoir plus sur nos projets et les logiciels utilisés, à parler des fonctionnalités de gestion de projet et de partage des connaissances dans notre équipe, où et comment nous apprenons et bien plus encore. Veuillez nous faire savoir dans les commentaires si ce sujet intéresse la communauté Habr? Nous serons reconnaissants pour les questions, nous essaierons d'y répondre.