PLM i MBSE w KDA
Kongsberg Defence & Aerospace (KDA) projektuje technologie wykraczające poza granice możliwości – od eksploracji głębin morskich po najdalsze zakątki kosmosu. Koncern postawił sobie za cel rozwiązanie fundamentalnego problemu inżynieryjnego: jak zarządzać dokumentacją w wieloletnich, złożonych projektach, aby kluczowe informacje pozostały łatwo dostępne nawet po dekadach.
„Udało nam się nie tylko efektywnie wykorzystać istniejącą dokumentację, ale także udoskonalić metodę i zakres raportowania, co znacznie przyspieszyło cały proces
” – mówi
Torfinn Tobiassen, Kierownik Działu Konstrukcji Lotniczych
Choć brzmi to prosto, wyzwanie jest ogromne: jak zarządzać dokumentacją w wieloletnich, złożonych projektach, aby kluczowe informacje pozostały łatwo dostępne przez dekady? Norweski lider branży obronnej i lotniczej, Kongsberg Defence and Aerospace (KDA), szuka odpowiedzi na to pytanie, łącząc zaawansowane systemy PLM z innowacyjnym projektem studenckim.
Local Hawk
„Teraz zamierzamy sprawdzić, jak radzi sobie w powietrzu – mówi jeden z 20 studentów inżynierii uczestniczących w corocznym projekcie „Local Hawk”organizowanym przez Kongsberg Defence & Aerospace. Jest on jednym z setek kandydatów, którzy ubiegali się o miejsce w tym siedmiotygodniowym programie. W rękach trzyma model samolotu typu VTOL, zaprojektowany przez jego zespół do wykonywania pionowych startów.
Jest słoneczny dzień na polu pod Oslo. W powietrzu czuć ekscytację. Jak się sprawdzi?
Dla studentów udział w programie Local Hawk to ekscytujące wyzwanie zawodowe. Z perspektywy koncernu Kongsberg Defence & Aerospace to nie tylko skuteczna metoda rekrutacji talentów, ale także okazja do rozwijania inżynierii systemów opartej na modelach (MBSE). Metodyka ta koncentruje się na projektowaniu i zarządzaniu złożonymi systemami inżynieryjnymi w całym ich cyklu życia.
Wiele do zyskania
Każde przedsiębiorstwo wytwarzające złożone produkty może zyskać wymierne korzyści dzięki wdrożeniu MBSE – od oszczędności czasu, przez usprawnienie współpracy, aż po optymalizację inwestycji. W przypadku firmy Kongsberg Defence & Aerospace, będącej producentem systemów naprowadzania, pocisków oraz innych zaawansowanych technologii, cykle życia produktów przekraczają często 15 lat.
„Musimy dokumentować nasze działania w taki sposób, aby zespoły, nowi pracownicy i inni interesariusze mogli bez trudu dotrzeć do kluczowych informacji – nawet jeśli od zakończenia prac nad danym rozwiązaniem minęło wiele lat” – podkreśla
Torfinn Tobiassen, Kierownik Działu Konstrukcji Lotniczych
Z tym wyzwaniem mierzą się uczestnicy projektu Local Hawk. Ich zadaniem jest kontynuacja prac nad systemami, które zostały zaprojektowane i udokumentowane przez ich poprzedników w ubiegłych latach.
„Siedem tygodni to bardzo mało czasu. Nie możemy sobie pozwolić na ponowne wynajdywanie koła; musimy po prostu zajrzeć do naszego systemu MBSE i kontynuować prace rozpoczęte przez poprzedników”
Gudrun Straand, inżynier projektu w zakresie projektowania mechanicznego
PLM jako fundament
KDA rozwija swoją metodologię MBSE od kilku lat i przewiduje, że proces jej optymalizacji potrwa jeszcze od trzech do czterech lat.
„Praca nad dokumentacją może być kosztowna – do tego stopnia, że nakłady przewyższą płynące z niej korzyści. Dlatego kluczowe jest stworzenie przejrzystego i przemyślanego rozwiązania, które będzie efektywnie służyć przez lata” – mówi
Torfinn Tobiassen, Kierownik Działu Konstrukcji Lotniczych
Fundamentem strategii KDA jest system PLM. O ile tradycyjne podejście koncentruje się na fizycznych aspektach produktu – głównie na jego geometrii i procesie wytwarzania – o tyle KDA integruje w systemie znacznie szerszy zakres danych: od wymagań i funkcji, przez koncepcje projektowe, aż po mapowanie kompetencji osób zaangażowanych w projekt.
Zamiast przeszukiwać rozproszone bazy danych w poszukiwaniu dokumentów i plików, inżynierowie korzystają z interaktywnych modeli 3D (stworzonych w CATIA V6), które stanowią interfejs do pełnej bazy wiedzy. Przykładowo, kliknięcie w model przedniego koła natychmiast wyświetla wszystkie dane powiązane z procesem jego rozwoju. Z kolei wybranie funkcji „lądowanie” sprawia, że system automatycznie filtruje i prezentuje wszystkie komponenty oraz dokumentację techniczną powiązaną z tą fazą operacyjną.
Niezwykle obiecującym kierunkiem rozwoju jest wykorzystanie modeli MBSE do przeprowadzania zaawansowanych symulacji. W projekcie Local Hawk rozwiązanie to pozwala na cyfrowe testowanie procedur pionowego startu, momentu przejścia do lotu poziomego oraz optymalizację planowanej trasy przelotu.
Skrócenie czasu realizacji projektów
Dokumentacja projektowa składa się z tysięcy plików i dokumentów. Kluczowym wyzwaniem staje się zatem skrócenie czasu poświęcanego na raportowanie, przy jednoczesnym zachowaniu kompletu istotnych informacji. Aby to osiągnąć, KDA testuje synergię metodyki MBSE z raportem A3 Toyoty – rozwiązaniem wywodzącym się z koncepcji lean manufacturing.
W projekcie Local Hawk proces dokumentowania opiera się w całości na integracji MBSE oraz raportów A3. Wszelkie analizy, plany oraz działania korygujące są syntetyzowane na pojedynczych arkuszach formatu A3. Pozwala to na zachowanie cennej wiedzy projektowej, która w innym przypadku mogłaby zostać pominięta – np. uzasadnienia wyboru aluminium zamiast włókna węglowego dla konkretnego komponentu czy powody zastosowania promienia 5 mm zamiast 7 mm. Gdyby jednak metoda A3 miała zostać wdrożona w standardowych, pełnoskalowych projektach KDA, wymagałoby to zarządzania ogromnym wolumenem informacj
W typowym projekcie 400 inżynierów pisze dwa raporty A3 tygodniowo przez 15 lat, co daje dziesiątki tysięcy dokumentów. CATIA V6 i ENOVIA V6 to systemy do przechowywania i systematyzowania wszystkich informacji. Projekt Local Hawk rozpoczął się w 2008 roku, a projekt MBSE rozpoczął się w 2013 roku. Po stworzeniu modelu systemu w CATIA w 2013 roku, lato 2014 było pierwszym rokiem, w którym studenci mogli znaleźć i wykorzystać dokumentację z poprzedniego roku w modelu MBSE w CATIA.
„Tegoroczny zespół ruszył z pracami znacznie szybciej niż uczestnicy poprzednich edycji. Nie tylko efektywnie wykorzystali dokumentację swoich poprzedników, ale także udoskonalili sam proces i zakres raportowania, co wyraźnie przyspieszyło tempo całego projektu” – podsumowuje
Torfinn Tobiassen, Kierownik Działu Konstrukcji Lotniczych
Na polu pod Oslo niewielki samolot wzbija się pionowo w górę niczym śmigłowiec. Po chwili zawisa w powietrzu, by płynnie przejść do lotu poziomego. Widząc ten sukces, studenci nie kryją entuzjazmu.
