ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОТОТИПИРОВАНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ

USING PROTOTYPING IN MECHANICAL ENGINEERING

Eva Pidgurskaya

student, Department of Technology and Equipment for Mechanical Engineering Production, Irkutsk National Research University,

Russia, Irkutsk

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена роли прототипирования в машиностроении. Рассматривается преимущества использования прототипов. Также рассматриваются ключевые аспекты внедрения прототипирования в производственные процессы, включая выбор технологий, интеграцию в рабочие процессы, обучение персонала и постоянное совершенствование.

ABSTRACT

This article is devoted to the role of prototyping in mechanical engineering. The advantages of using prototypes are considered. Key aspects of implementing prototyping in production processes are also considered, including the choice of technologies, integration into work processes, personnel training and continuous improvement.

Ключевые слова: прототип, прототипирование, машиностроение, 3D.

Keywords: prototype, prototyping, mechanical engineering, 3D.

Прототипирование — это создание образцов и предварительных моделей, позволяющее компаниям оперативно тестировать концепции и реализовывать новшества. Данная практика особенно важна в условиях динамичного рынка, где сроки разработки новых продуктов имеют критическое значение [2]. Прототипирование позволяет:

- Сократить риски

- Ускорить разработку

- Внедрять новые технологии

Этапы прототипирования:

1. Разработка идеи и установлений требований к продукту
2. Создание 3D-модели, используя CAD-системы
3. Выбор материалов и технологий
4. Создание прототипа

- 3D печать

- Литье

- Фрезерование

- Сборка компонентов

Сферы применения прототипирования [1]:

- авиация

- космонавтика

- машино- и судостроение

- медицина (в основном хирургия и стоматология)

- производство предметов быта, игрушек, сувениров и т. д.

- промышленность: литейное производство, металлургия и т. д.

Прототипирование играет важную роль в современном машиностроении, доставляя ряд преимуществ, которые помогают ему с незаменимым инструментом для успешной разработки и выпуска:

Преимущества прототипирования:

• Снижение рисков: Прототипы помогают выявить и убрать ошибки на ранних этапах разработки, уменьшая риск дорогостоящих переделок на стадии производства. Это важно для сложных изделий, где ошибки приведут к серьезным потерям.

• Ускорение процесса разработки: Прототипирование помогает в короткие сроки проверить идеи, протестировать функциональность, ускоряя процесс разработки и вывод продукции на рынок.

• Сокращение затрат: Выявление ошибок в разработках уменьшает расходы на переделки и повторные работы.

• Повышение качества: Прототипы позволяют провести тестирование и внести коррективы в дизайн, улучшая качество конечного продукта.

• Улучшение коммуникации: Прототипы лучше визуализирует проект и облегчают коммуникацию между различными отделами.

• Повышение инновационности: Прототипирование позволяет быстро создавать и тестировать новые идеи, способствуя более быстрому внедрению инноваций в производство.

Оценка функциональности

- Проведение тестирования:

На данном этапе прототип подвергается различным тестам с целью выявления его эффективности, надежности и соответствия заданным стандартам. Важно фиксировать результаты тестов для последующего анализа и принятия информированных решений.

- Сбор отзывов:

После завершения тестирования необходимо получить отзывы и замечания от пользователей и специалистов. Это может осуществляться через анкеты, интервью или организации фокус-групп.

Собранные отзывы позволяют выявить слабые места, которые могли быть упущены в процессе испытаний, а также оценить, насколько продукт соответствует ожиданиям конечных пользователей.

- Корректировка на основе тестов

На основе полученных данных и отзывов команда разработки исследует результаты и решает, какие изменения следует внести в прототип. Это может подразумевать улучшение визуальных аспектов, замену используемых материалов, изменение конструктивных решений или добавление новых функций. При внесении изменений важно учитывать, как технические нюансы, так и впечатления пользователей.

- Процесс улучшения с учетом итераций:

Итеративный подход дает возможность оперативно реагировать на изменяющиеся требования и оптимизировать продукт на каждом этапе его создания. Испытание и модернизация прототипа осуществляется в итерационном режиме. После корректировок прототип вновь проходит тестирование, и этот процесс повторяется до тех пор, пока продукт не достигнет необходимого уровня качества и функциональности.

Данные процессы тестирования и верификации имеют ключевое значение для успешного внедрения новых продуктов в машиностроении, способствуя снижению рисков и увеличению удовлетворенности пользователей.

В процессе создания прототипов компании нередко сталкиваются с рядом ключевых проблем и сложностей:

- Ограниченные бюджетные средства и сроки.

- Технические трудности.

- Важность междисциплинарного взаимодействия.

Эти трудности требуют четкого планирования и подхода для успешного завершения работы.

Примеры использования прототипирования в машиностроении:

- Проверка автомобилей: Прототипы используются для проверки аэродинамических свойств, эргономики салона, функциональности систем безопасности.

- Производство авиационной техники: Прототипы нужны для проверки прочности, устойчивости и аэродинамических свойств летательных аппаратов.

- Изготовление станков: проверка кинематики движения механизмов, эргономики управления, точности обработки.

- Создание роботов: проверка кинематики движения, точности исполнения поставленных задач, взаимодействия с окружающей миром.

Проблемы и вызовы внедрения прототипирования в машиностроении:

Основные препятствия:

• Консервативный подход: Машиностроительные компании традиционно придерживаются проверенных временем методов, и внедрение новых технологий воспринимается с опаской.

• Высокая стоимость: Инвестиции в оборудование, программное обеспечение и обучение персонала могут быть значительными, что может отпугивать компании с ограниченным бюджетом.

• Отсутствие четкой стратегии: Без ясного понимания целей и задач внедрения, прототипирование может быть неэффективным и не принести ожидаемых результатов.

• Отсутствие квалифицированных специалистов

• Сложность интеграции

Прототипирование играет ключевую роль в современном машиностроении, способствуя ускорению разработки, сокращению затрат, повышению качества и увеличению конкурентоспособности продукции.

Список литературы:

1. 3D-прототипирование // twize URL: https://twize.ru/articles/3d-prototipirovanie/ (дата обращения: 06.10.2024).
2. Промышленное прототипирование — утраченное искусство промышленного дизайна. URL: https://sndesign-market.ru/articles/Prototyping-Industrial/ (дата обращения 11.10.2024).