Больше чем копия: ТВЭЛ презентовал реверс-инжиниринг под ключ

Компания вывела на российский рынок комплексную услугу «АтомРеверс». В нее входит создание цифровых двой­ников деталей, подготовка рабочей конструкторской документации, изготовление опытных образцов и серийные поставки. Так можно решить задачу импортозамещения компонентов для обновления, ремонта и обслуживания высокотехнологичного оборудования.

Смена приоритетов

Приобретать оригинальные импортные комплектующие все труднее из-за отказа их производителей сотрудничать. Не у каждого узла или детали есть аналог, а если и есть, то не всегда он соответствует стандартам. Это подтолкнуло ТВЭЛ активизировать направление реверс-инжиниринга. Изначально план был предложить рынку 3D-моделирование для ускорения и улучшения НИОКР, но из-за санкций у российских промышленников возникла неотложная задача обеспечить производства запчастями.

С точностью более 95 %

Классический обратный инжиниринг включает снятие точных размеров и геометрии детали, изучение химико-механических свойств материалов и компонентов, определение качества поверхностей и покрытий, подлежащих обработке. Создается конструкторская документация, на основе которой детали и оборудование производят. В «АтомРеверсе» обратный инжиниринг дополнен цифровыми двой­никами, которые позволяют смоделировать все (это важно) физические процессы в объекте. Цифровой объект обязательно валидируется: на реальный объект устанавливают датчики, чтобы снять информацию и добиться совпадения модели с реальным объектом более чем на 95 %.

«С цифровыми двой­никами можно не только воспроизводить, но и менять конструкцию детали, чтобы упростить технологию изготовления, улучшить свойства или просто иметь возможность изготовить их на российских мощностях. Когда мы понимаем, что изделие работоспособно и требования заказчика удовлетворены, модель и рабочая документация утверждаются, изделие передается в производство», — ​рассказал на презентации «АтомРеверса» заместитель гендиректора «Центротех-Инжиниринга» по цифровому инжинирингу Павел Алексеев.

Более того, можно подключить предиктивную аналитику — ​сбор данных о работе оборудования с выдачей сигналов о предполагаемых сбоях и рекомендаций по режимам работы. Аналитика настраивается либо по базе данных об изделии, либо по цифровому двойнику. В систему вносят параметры в момент поломок, на оборудование устанавливают датчики, которые предупредят, если показатели приблизятся к критическим. Павел Алексеев пояснил: «Предиктивная аналитика по цифровым двойникам удобна еще и тем, что на реальном объекте достаточно минимума датчиков, а для остального подключается свалидированный с реальным объектом цифровой двойник».

Примеры воспроизведения

Услуги цифрового реверс-инжиниринга ТВЭЛ предоставляет больше года. Так, одна компания воспроизвела шпиндельное соединение Siemens, но на испытаниях у опытного образца скалывались зубья муфты. Трижды вносили исправления, сделали еще три опытных образца, но они тоже ломались.

«От заказчика мы получили документацию на весь шпиндельный узел и данные о режимах эксплуатации. Построили 3D-модель, провели компьютерное моделирование, чтобы оценить напряженно-деформированные состояния в рабочих режимах. Поняли, что заказчик неправильно подобрал режим термообработки зубчатого соединения. Мы выдали рекомендации по термообработке в конструкторской документации. Это было в октябре прошлого года, с тех пор замечаний нет, все работает», — ​рассказал Павел Алексеев.

Для другого клиента «Центротех-Инжиниринг» изменил конструкцию форсунок гидросбива первичной окалины, которые поставляла немецкая Lechler. Их используют металлурги при изготовлении горячекатаных листов. «Оригинальная форсунка состоит из шести деталей, но после реверс-инжиниринга мы предложили напечатать монолитное изделие на 3D-принтере, — ​рассказал Павел Алексеев. — ​Получили согласие. Коллеги в «РусАТе» выполнили топологическую оптимизацию конструкции под аддитивные методы, изготовили три опытных образца. Сейчас они проходят финишную механическую обработку».

Сотрудничество на вес золота

Опытом сотрудничества с ТВЭЛ поделилась Наталья Галкова, начальник коммерческого отдела ДПИ торгового дома «Полиметалл» (входит в золотодобывающую компанию «Полиметалл»). Амурскому ГМК, где идет автоклавное извлечение золота из упорных руд, нужны сотни комплектующих. Компания использует реверс-инжиниринг для запчастей, на которые нет конструкторской документации и для которых невозможно подобрать аналоги. Например, для компрессора Siad замену ищут уже несколько месяцев — ​все варианты больше по габаритам. «В прошлом году запасные части отсканировали, сейчас разрабатывается конструкторская документация, в марте планируем выбрать площадки, чтобы изготовить прототипы. Затем перейдем к опытно-промышленным испытаниям, составлению отчетов и внесению производителей в наш реестр поставщиков», — ​рассказала Наталья Галкова.

По словам вице-президента ТВЭЛ по цифровизации Евгения Гаранина, цифровой инжиниринг — ​это способ помочь российскому рынку решить сложную, наукоемкую задачу импортозамещения. «Наше глубокое понимание реверс-инжиниринга основывается на высоких требованиях и нормативах атомной отрасли к безопасности и качеству продукции и реальном опыте создания цифровых моделей и расчетных методик, материаловедческих компетенциях и постоянном анализе технологических процессов», — ​отметил он.

«АтомРеверс» — ​молодая услуга, на адаптацию к рынку требуется время. «Цикл продажи от первого контакта до заключения контракта длится три — ​шесть месяцев. Затем исполнение контракта. Что-то мы можем выполнить за два месяца, что-то — ​за шесть. Потребность рынка очевидна. Впереди масштабная и очень напряженная работа», — ​подытожил Евгений Гаранин.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛА

Компетенции в области реверс-инжиниринга, цифровых двой­ников, НИОКР, управления проектами, координации и интеграции подрядчиков сосредоточены в «Центротех-Инжиниринге». Материаловедческие исследования выполняет ВНИИНМ. «РусАТ», интегратор аддитивного направления, сканирует изделие, оптимизирует данные для его изготовления методом 3D-печати. Компания «Промышленные инновации» ведет поддержку проектов по подключению предиктивной аналитики. Для выпуска серийных образцов ТВЭЛ использует мощности дочерних машиностроительных заводов и других предприятий отрасли, при необходимости привлекает производителей не из «Росатома». Компьютерное моделирование ведется на зарубежном софте и на комплексе «Логос» РФЯЦ-ВНИИЭФ.