Zapojení IDEA StatiCa do výrobních procesů

Prostřednictvím našeho Centra podpory jsme měli příležitost s těmito výrobci komunikovat v každé fázi jejich projektů, podrobněji se podívat na mnoho zajímavých konstrukcí a dozvědět se spoustu informací o procesu výroby a o tom, jak byla IDEA StatiCa využita při návrhu přípojů.

V tomto článku bychom se chtěli o tyto zkušenosti podělit a shrnout, jak může IDEA StatiCa zapadnout do procesu výroby, zefektivnit komunikaci mezi různými zúčastněnými stranami a optimalizovat návrhy z hlediska nákladů a konstruovatelnosti.

Předběžný návrh vs. výrobní návrh

Během inženýrského procesu je zcela běžné měnit předběžné návrhy pro výrobu. Někdy musí být i teoreticky správné návrhy zcela přepracovány, aby zohledňovaly detaily, které statik neřešil. 

Nejlépe bude, ukážeme-li si to na konkrétním příkladu.

Na následujících obrázcích vidíme velmi složitý styčník s 13 prvky. Vlevo vidíte původní návrh, vpravo pak finální návrh vytvořený výrobcem. 

Tento styčník je součástí projektu závodiště Curragh Racecoures v Irsku, vytvořeno společností Kiernan Steel. 

Rozdíl mezi těmito dvěma styčníky je poměrně významný a jsou pro to velmi jednoduché důvody. Požadavky na konstruovatelnost tvoří obzvláště složitou rovnici zahrnující faktory jako dostupné vybavení, přístup pracovníků, fáze montáže a harmonogram dodávek. Všechny tyto faktory interagují a ovlivňují rozhodnutí o návrhu způsobem, který je jedinečný pro každý projekt a výrobní proces.

Abychom to uvedli do kontextu, pro výše uvedený styčník představují největší problém velké čepy, které váží až 100 kg. Ty totiž způsobují problémy během procesu montáže, protože z nich vyplývají další požadavky na prostor pro vybavení a přístup. Pro statiky je to jen hodnota z tabulky, ale z hlediska konstrukce to ovlivňuje celé rozhodnutí o návrhu.

Proto byly všechny připojené prvky odsunuty ven z uzlu. Je to teoreticky jednoduchá věc, ale když máte 12 takových příchozích prvků a potřebujete zajistit, aby nedocházelo ke střetům, stane se 3D modelář IDEA StatiCa nepostradatelným nástrojem.

Kromě toho lze v jakékoli fázi návrhu posoudit váhu každého prvku během vytváření seznamu položek. To také mění určitým způsobem pohled na faktory, které jsou důležité pro proces výroby. Uvědomili jste si například, že šroub M52 může vážit asi 30 kg v závislosti na jeho délce?

Výtah z protokolu

Dalším alarmujícím faktorem v předběžném návrhu uvedeného styčníku bylo rozsáhlé použití tupých svarů. Pro nás, stavební inženýry, jsou tupé svary docela pohodlné, protože nevyžadují vůbec žádný výpočet a současně zaručují kapacitu plné pevnosti svařovaných prvků. Což znamená, že přeneseme návrhovou zátěž na výrobce.

Použití tupého svaru ale zároveň znamená, že pro každou desku je nutná příprava v rozsahu od půl do jednoho dne (pro konkrétní spoj) a poté musí být provedena zkouška k posouzení pevnosti. Pokud test selže, je třeba postup opakovat od začátku.

A teď si představte, že jste v kůži výrobce, který potřebuje navrhnout, vyrobit a instalovat 1100 tunovou konstrukci v časovém okně 6 měsíců. Proto je naprosto nezbytné vyloučit všechny potenciální faktory zpoždění, jinými slovy, nahradit co největší počet tupých svarů koutovými.

Všechny tyto faktory znamenaly, že bylo nutné konstrukci výrazně zvětšit tak, aby umožnila použití čepů během procesu montáže a usnadnila svářečům přístup zvenčí, protože byly nakonec použity koutové svary.

Vyhněte se překomplikovaným návrhům

Překomplikování styčníku je u složitějších typů připojení zcela běžné. Tato praxe zajišťuje dodržení požadovaných bezpečnostních rezerv, pokud je použití ustanovení normy nejednoznačné. To však má dopad na výrobní náklady a hmotnost materiálu.

Naše pokročilé analytické nástroje mohou tyto náklady snížit odstraněním nejednoznačností výpočtu. Náš program využívá nejmodernější metodiku CBFEM, která umožňuje přesné posouzení jakékoli topologie připojení a odstraňuje nejistoty zavedené komponentní metody.

Naše BIM linky navíc umožňují posouzení přípojů v několika kombinacích na rozdíl od zavedené praxe simultánního zatížení maximálními složkami vnitřních sil, které ve skutečnosti nepůsobí společně. Výsledkem jsou návrhy, které jsou bezpečnější i potenciálně ekonomičtější.

V neposlední řadě se také naše nástroje mohou bez problémů zapojit do stávajících pracovních postupů zpracovatele. Automatizace modelu a/nebo přenos zatížení prostřednictvím BIM propojení nebo z excelových souborů přímo ze statických modelů nejen zvyšuje přesnost, ale také snižuje pravděpodobnost lidské chyby.

Mějte náklady pod kontrolou už od rané fáze návrhu

Nejnovější verze IDEA StatiCa obsahuje výpočet výrobních nákladů v reálném čase přímo v 3D modelovacím okně. Tato cena závisí na šabloně parametrů, která je vyladěna tak, aby odpovídala požadavkům konkrétního projektu nebo konkrétního výrobního procesu.

Následně se podle těchto pravidel vypočtou výrobní náklady a zobrazí se živě v grafickém okně. Tato cena se aktualizuje při každé úpravě modelu.

Kalkulace výrobních nákladů v reálném čase

Abychom dokázali hodnotu této funkce, provedli jsme průzkum mezi více než 100 účastníky jednoho z našich webinářů a požádali jsme je, aby zkusili odhadnout výrobní náklady na přípoj, který vidíte na obrázku výše (vycházeli jsme přitom z průměrné tržní ceny materiálů a práce). Překvapivě pouze 4 % účastníků se dokázalo přiblížit skutečným nákladům na připojení, zatímco 72 % je výrazně podcenilo.

Výrobní náklady - hlasování na webináři

To nás vede ke dvěma věcem:

• Ačkoli inženýři znají hmotnosti materiálů a výrobní procesy, je velmi obtížné předpovědět výpočet skutečných nákladů. Náklady se obvykle počítají v obchodních odděleních, což se může ukázat jako příliš pozdě v procesu rozhodování o návrhu, protože projekty podléhají přísným termínům.
• Ani přesný 3D model nemůže poskytnout skutečný obrázek velikosti některých přípojů. I když můžeme něco vidět v realistickém zobrazení, je velmi těžké si představit skutečnou realitu a mít také představu o nákladech.

Navržený styčník a jeho skutečná velikost

Ať tak či onak, tento malý experiment dokazuje, že omezování nákladů v raných fázích návrhu je složité a jsou nutné speciální nástroje. Výpočet výrobních nákladů IDEA StatiCa je nepostradatelným nástrojem pro výrobce, protože prosazuje jednu z nejdůležitějších dimenzí výroby: náklady na suroviny a mzdové náklady. Použití této funkce během procesu výroby může podnikům pomoci prosadit omezení nákladů na začátku procesu návrhu, a to i u méně zkušených statiků.

Přenos záměru návrhu

Dalším aspektem procesu výroby je komunikace výsledků tam a zpět mezi stavebními inženýry. Tento proces je časově náročný i náchylný k chybám. 

Jedním z nejkreativnějších použití IDEA StatiCa, se kterým jsme se setkali, je využití screenshotů z 3D modelu ke komunikaci návrhu. Vezmeme-li v úvahu, že v softwaru lze modelovat neobvyklé topologie připojení, toto chytré použití IDEA StatiCa urychluje vytváření výkresů a ve výsledku celkový proces rozhodování.

Výkresy vytvořené na základě obrázků z IDEA StatiCa

V současnosti nabízí IDEA StatiCa moderní nástroje, které mohou zkrátit čas potřebný pro komunikaci, a zajistit, aby se neztratily žádné součásti zamýšleného návrhu. Jedním z takových nástrojů je online nástroj Viewer, díky kterému mohou naši uživatelé sdílet své modely s jinými lidmi. Prostřednictvím webového prohlížeče může druhá strana (vlastník, konzultant, kontrolor apod.) pomocí jediného přetažení myší zkontrolovat každou část navrženého připojení ve 3D prostředí. Každou část modelu lze otáčet a prozkoumat. Je dokonce možné vytvořit 3D DWG soubory, které lze poté lokálně stáhnout a použít k dalšímu zpracování.

Komplexní 3D model v online prohlížeči Viewer

Shrnutí

Proces výroby je jednou z důležitých fází návrhu, která má ale odlišné požadavky než fáze ostatní. Výrobci mohou využívat sadu nástrojů pro návrh připojení IDEA StatiCa následujícími způsoby:

• Navrhnout přípoj a zároveň zajistit správnost konstrukceod raných fází návrhu
• Kontrolovat celkové výrobní náklady během procesu návrhu
• Včas se přizpůsobit změnám 
• Zefektivnit komunikaci mezi zúčastněnými stranami projektu
• Lépe pochopit chování přípojů

Vyzkoušejte si program IDEA StatiCa i vy. Stáhněte si zkušební verzi na 2 týdny zcela zdarma!

Autor článku:

Costis Hatzopoulos
Technical Manager
 IDEA StatiCa UK