Как обратный инжиниринг помогает поддержать цементные заводы в условиях санкций

У метода обратного проектирования есть две основные сложности: во-первых, обычно в процессе обратного инжиниринга требуется не только воссоздать форму и размеры детали, но и определить материальное наполнение и механические характеристики для реальных условий применения. В ряде случаев требуется создавать конструкторскую документацию не только по российскому ГОСТ, а также по международному стандарту, если изготовление предполагается в Китае или Индии.

Во-вторых, реверсивный инжиниринг спорен с точки зрения патентного права. Впрочем, патентных противоречий можно избежать, адаптировав перенятое решение под локальные отраслевые стандарты, материалы и условия изготовления.

Как проходит обратное проектирование

Первый из четырех основных этапов процесса — сканирование и измерение того объекта, который предполагается проектировать. Создается «цифровая оболочка» — условный виртуальный макет изделия.

Определение материалов и их механических свойств — второй этап.

На третьем этапе создается полноценная цифровая 3D-модель изделия с функциональными, эстетическими и эксплуатационными характеристиками будущего продукта.

Последний этап — формирование конструкторской документации, то есть готовых чертежей для будущего производства.

Популярность обратного проектирования в цементной промышленности России

До обострения санкционного кризиса в 2022 году обрабатывающая промышленность нашей страны полагалась на западные технологии. Цементная отрасль и конкретно Цементум не были исключением: три из семи производственных линий на заводах Цементум функционируют за счет импортного оборудования более, чем на 70%.

Причины такой зависимости были в сравнительно большей энергетической эффективности западного оборудования. Более того, переход с традиционного отечественного мокрого способа производства на западное оборудование сухого способа позволяет снизить потребление природного газа на 45%.

Обратное проектирование в Цементум

В 2022 году из-за санкционного кризиса российское подразделение Holcim (сегодня ставшее Цементум) лишилось доступа к поставкам критически важного западного оборудования таких фирм, как FLSmidth, KHD, IKN, Polysius, Claudius Peters, Pfeiffer и другие. Поэтому в июне 2022 года Цементум сформировал особую проектную команду по созданию и развитию системы обратного проектирования для удовлетворения нужд всех предприятий компании.

С осени 2022 года началась активная фаза работы. Тогда же был запущен проект «Обратное проектирование», в рамках которого планируется создать конструкторскую документацию на 2000 ранее импортированных деталей для 4 цементных заводов и 3 карьеров. Основные объемы конструкторской документации планируется закончить до конца 2024 года.

Большую часть заказов на производство запчастей и оборудования для четырех производственных линий, Цементум размещает в России, а комплектующие для трех иностранных линий производятся в основном в Китае и Индии.

Как Цементум организовал проект

Для снятия размеров инженеры организуют высокоточное сканирование деталей в условиях реального производства, подбирают решения, связанные с компенсацией имеющего износа на 3D-моделях после сканирования б/у запчастей, определяют допуски и посадки деталей по российскому ГОСТ. Помимо этого, в их задачу входит решить сложный вопрос допроектирования внутренних частей сборочных единиц, которые нельзя полностью разобрать для 3D-сканирования.

Проверка деталей на собираемость — ключевой процесс контроля при обратном проектировании. Определение материалов с помощью химического и микроструктурного анализа и анализа механических свойств являются одним из важнейших и сложных в проекте обратного проектирования, так как большинство делателей в цементной промышленности работают под динамическими нагрузками и в агрессивных средах.

Для химического анализа применяются мобильные приборы: оптико-эмиссионные и рентгено-флуоресцентные спектрометры, а для сложных сталей и сплавов — анализ в стационарных аккредитованных лабораториях.

Примеры конкретных деталей

Среди сотен деталей, обратное проектирование которых уже закончено, можно назвать опорные узлы сухой печи Щуровского завода: роликоопоры в сборе и узел бандажа с частью корпуса печи.

Модифицированный узел бандажа и подбандажный блок уже изготовлен и установлен, и во время эксплуатации детали показали себя отлично. Конструкторская документация на опорный блок с подшипниками в комплекте уже передана на изготовление.

Другой пример — крупные узлы вертикальной валковой мельницы европейского производства: помольный валок в сборе и помольный стол с выходной ступенью планетарного редуктора. Конструкторская документация по ним уже почти готова.

Всего на август 2023 года в процессе обратного проектирования Цементум находятся 880 деталей, из них 450 уже приняты в архив, основная масса работы будет завершена до конца 2024 года.

Таким образом, в среднесрочной и долгосрочной перспективе обратное проектирование может быть использовано для усиления независимости цементной промышленности России -- для этого необходимо возобновить и ускорить НИОКР и изготовление эффективного цементного оборудования.

Источник: пресс-служба компании "Цементум"