8 812 123 45 67
Компьютерное моделирование физических процессов как ключевой элемент реверс-инжиниринга в машиностроении

Ключевым фактором успешного проведения реверс‑инжиниринга является возможность создания 3D математической модели изделия и проведения инженерного анализа физических процессов, соответствующих условиям эксплуатации изделия. Данный подход применим при разработке новых продуктов на стадии концепции, для проведения поверочных и проектировочных расчетов, при прохождении сертификации и экспертизы оборудования, а также для анализа и поиска способов устранения причин поломок и аварий.

Роль реверс-инжиниринга в процессе проектирования

Реверс‑инжиниринг (обратный инжиниринг, обратное проектирование) в машиностроении – это процесс исследования существующего физического объекта – оборудования, детали или конструкции, а также документации на него, с целью проанализировать принцип его работы, разработать полную конструкторскую документацию и воспроизвести этот объект с аналогичным или улучшенным функционалом. 

Применение обратного инжиниринга оказывает благоприятное влияние на технологическое развитие отдельных отраслей и экономики в целом, ускоряет экономический рост, а также приводит к усилению конкуренции среди производителей. Также, обратный инжиниринг делает инновационные продукты и технологии более доступными для широкого круга потребителей и способствует распространению знаний и инноваций, а также проведению собственных НИОКР и развитию собственных инновационных технологий и продуктов. Применение реверс-инжиниринга в России обосновано в связи с необходимостью формирования и развития технологического суверенитета.

Фото ThisisEngineering на Unsplash

Важно понимать, что реверс инжиниринг не является созданием копии исследуемого объекта. Это, в первую очередь, анализ, позволяющий проанализировать конструктивные особенности изучаемого устройства, на основе создаваемых 3D-моделей физического поведения изделия. 3D-модель изделия с возможностью анализа физических процессов в условиях цифровой трансформации экономики может иметь самое широкое применение на всём жизненном цикле изделия от разработки концепции до вывода из эксплуатации и утилизации.

С учетом роста уровня цифровизации отечественной экономики, наиболее эффективной стратегией использования обратного инжиниринга является организация процесса проектирования на основе 3D-моделирования. В этом случае реверс-инжиниринг рассматривается как часть технологий Индустрии 4.0 и направлен на перевод реальных физических объектов в цифровой формат. 

3D-моделирование может использоваться для создания цифровых двойников и проектирования продуктов, материалов и процессов на всех этапах инженерных разработок, что, в свою очередь, способствует автоматизации управления производственными процессами.

Реверс‑инжиниринг и импортозамещение в машиностроении

Главная функция реверс‑инжиниринга применительно к машиностроительной отрасли – разработка конструкторской документации на оборудование, детали, узлы или иные изделия для того, чтобы их можно было воспроизвести и эксплуатировать. Современные экономические реалии предъявляют новые вызовы и ставят перед промышленными компаниями все более ответственные задачи. Многие производители испытывают сложности с поставками запчастей для импортного оборудования, а также больших сложных деталей и узлов машин, что влечет за собой масштабный рост потребности в локализации проектирования, в том числе и с применением технологий реверс-инжиниринга. 

Фото Simon Kadula на Unsplash

Компьютерное моделирование физических процессов как ключевой элемент реверс-инжиниринга

Для проведения реверс‑инжиниринга применяется совокупность технологий, аппаратных и программных средств и методик, предоставляющих возможность получения 3D-модели в результате 3D-сканирования реального объекта с характеристиками, близкими к характеристикам аналога. Иными словами, реверс-инжиниринг основан на получении 3D-модели физического изделия, т. е. переносе физического объекта в цифровой с целью дальнейшей работы с его цифровой копией для проведения компьютерного моделирования работы изделия в реальных условиях.

Применение компьютерного моделирования физических процессов в проектировании машиностроительного оборудования с применением технологий реверс-инжиниринга имеет несколько ключевых преимуществ.

1. Сокращение времени и затрат: использование математических моделей позволяет инженерам существенно сократить время и затраты на проектирование. Вместо того чтобы сразу строить и тестировать физические прототипы, можно провести множество виртуальных экспериментов, оптимизируя дизайн еще на этапе концепции. В качестве примера можно привести обоснование применимости композитных материалов в конструкции деталей насосов магистральных нефтепроводов.

2. Повышение эффективности и точности: компьютерное моделирование позволяет проводить анализ различных вариантов конструкций и материалов, оценивать их производительность и эффективность, что помогает выбрать оптимальное решение с учетом заданных требований и ограничений. Так, с помощью компьютерного моделирования возможно провести анализ потери устойчивости компенсаторов трубопроводных систем с учетом трения между слоями сильфона.

3. Исследование сложных явлений: некоторые физические процессы в процессе работы промышленного оборудования могут быть сложными и трудно поддающимися анализу вручную. Компьютерное моделирование позволяет более полно и детально изучить такие сложные физические явления, как, например, кавитационное разрушение и эрозию элементов конструкции.

4. Оценка безопасности и надежности: моделирование позволяет проводить виртуальные испытания на прочность, динамическую нагрузку, термические эффекты и другие параметры, что помогает предотвратить возможные аварии или поломки в реальных условиях эксплуатации, например, оценить прочность и долговечность элементов компрессорного оборудования с учётом сварных соединений.

5. Развитие инноваций: благодаря возможности быстро тестировать новые идеи и концепции, компьютерное моделирование способствует инновационному развитию машиностроения. Инженеры могут быстро оценивать потенциал новых конструкций и технологий, что способствует развитию отрасли в целом, например, с помощью компьютерного моделирования разработать методику моделирования распылительной тарельчатой форсунки.

Таким образом, компьютерное моделирование физических процессов является важным инструментом при проектировании машиностроительного оборудования с применением реверс-инжиниринга, позволяя сократить время и затраты, повысить точность и эффективность, а также обеспечить безопасность и надежность разрабатываемых систем.

АО «ЦИФРА» имеет подтвержденный опыт выполнения математического моделирования физических процессов для широкого спектра типов оборудования, разрабатываемого и применяемого в различных отраслях промышленности. 

Узнать цену | Заказать расчёт

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
29 мая 2024

Инженеры АО «ЦИФРА» провели виртуальные испытания цифровой модели трамвайного вагона 71-639 «Кастор»

Специалисты Центра инженерно-физических расчетов и анализа (АО «ЦИФРА») провели виртуальные испытания каркаса кузова трамвайного вагона модели 71-639 «Кастор» производства Усть-Катавского вагоностроительного завода (УКВЗ, входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). 

Новости
14 декабря 2023

Инженер АО «ЦИФРА» стала призёром Всероссийской олимпиады по математическому моделированию

Завершена II Всероссийская олимпиада по математическому моделированию среди студентов 3-6 курсов высших учебных заведений, ВОММ-2023, награды нашли своих победителей. Серебряным призером в треке «Прочность» стала Алина Шпади, инженер АО «ЦИФРА», представлявшая на олимпиаде СПбПУ Петра Великого.

Новости
Связанные публикации в блоге
13 мая 2024

Расчёт на прочность оборудования, работающего под избыточным давлением, проводимый в соответствии с техническим регламентом Таможенного союза

Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013) [1] устанавливает требования безопасности к оборудованию, работающему под избыточным давлением, предназначенному для применения на таможенной территории ЕАЭС.

Блог
25 марта 2024

Численное моделирование регулирующих устройств для профилирования, оценки кавитационного разрушения и эрозии элементов конструкции

Профилирование — один из ключевых этапов при проектировании и анализе регулирующих устройств. 

Блог
Связанные вебинары
3 июня 2020

Моделирование и расчёт композитных конструкций при динамическом нагружении

АО "ЦИФРА" объявляет о проведении серии лекций-вебинаров от ведущих приглашенных экспертов в области численного моделирования. В ходе первого вебинара данной серии будут рассмотрены вопросы прочностного анализа «легких» (lightweight) композитных конструкций при динамическом нагружении с использованием явных решателей (сеточного и бессеточного) ПО LS-DYNA.
Вебинары
Сделайте заказ
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!