Инженерный центр Уральского федерального университета выполняет полный цикл разработки высокотехнологичных изделий от формирования требований до опытного и мелкосерийного производства готовой продукции на собственных мощностях. Мы разрабатываем новые высокотехнологичные изделия в рамках НИОКР и замещаем импортные компоненты через обратный инжиниринг. В числе выполненных проектов – компоненты для автомобильного транспорта, авиационной техники, энергетических установок, промышленного оборудования, а также сервоприводы и электроника.

Нашей основной CAD-системой долгое время был NX. Когда принималось решение о переходе на отечественное программное обеспечение, мы выбрали КОМПАС-3D, потому что он полностью соответствует всем нашим требованиям и обеспечивает максимальную эффективность работы.

Система изначально создана под российские стандарты и позволяет оформлять качественную конструкторскую документацию строго по ЕСКД и ГОСТ. Встроенные инструменты проверки (например, КОМПАС-Эксперт) контролируют до 200 параметров в моделях и чертежах, что исключает ошибки нормоконтроля, в то время как NX требует ручных доработок и дополнительных плагинов для соответствия нашим нормам.

КОМПАС-3D решает большинство наших задач по 3D-моделированию, сборкам и инженерным расчётам без избыточной сложности. Одинаково хорошо поддерживает обе методики проектирования — как «снизу вверх» (создание отдельных деталей с последующей сборкой), так и «сверху вниз» (с предварительной компоновкой и ассоциативными связями).

Важно, что это полностью отечественная разработка, включённая в Реестр российского ПО, что критично для импортозамещения и защиты от санкционных рисков. Мы не зависим от поставок Siemens, валютных колебаний и возможных блокировок лицензий.

Наконец, в экосистеме КОМПАС-3D уже есть все нужные нам специализированные приложения, которые ускоряют проектирование именно в наших направлениях: «Оборудование: Трубопроводы» для гидравлики и пневматики, «Оборудование: Металлоконструкции» для профильного проката, «Оборудование: Развёртки» для листовых деталей, APM FEM для экспресс-расчётов прочности.

При проектировании мы используем смешанный подход. «Разбивку» изделия на составные части осуществляем по методике нисходящего проектирования — она особенно удобна для коллективной работы нескольких конструкторов над сложными изделиями, а проработку составных частей — по методике восходящего проектирования.

Конструкторы выполняют в КОМПАС-3D трёхмерное твердотельное моделирование, листовое проектирование с получением развёртки, каркасно-поверхностное моделирование, параметризацию и работу с переменными в модели, работу с исполнениями, оформление электронной модели изделия по ГОСТ Р 2.052-2024, оформление конструкторской документации по модели, выпуск спецификации в автоматическом режиме. При необходимости обращаются к специализированным инструментам для работы со сканированной геометрией и подготовки модели к 3D-печати.

Из приложений наиболее востребованы «Оборудование: Металлоконструкции», «Оборудование: Трубопроводы», «Валы и механические передачи 3D» и «КОМПАС-Эксперт».

При обратном инжиниринге перед нами ставится задача на основе зарубежного изделия создать модернизированную конструкцию с повышенными характеристиками. Речь идёт не о копировании, а о глубокой переработке: зарубежный образец задаёт исходную архитектуру, далее значительная часть элементов перерабатывается под требования заказчика.

Наша работа начинается с исследования зарубежного образца-аналога. На этом этапе мы восстанавливаем геометрию деталей, определяем взаимное расположение элементов, посадочные и присоединительные размеры, исследуем применённые материалы, чтобы понять заложенные производителем конструктивные решения.

Для деталей сложной формы применяем 3D-сканирование. Полученное облако точек и полигональная модель используются как исходные данные для восстановления параметрической геометрии деталей. Дальнейшая конструкторская обработка выполняется в КОМПАС-3D.

При этом результат 3D-сканирования нельзя просто преобразовать в готовую модель и передать в производство. Скан используется как геометрическая база, после чего конструкторы фактически заново восстанавливают номинальную геометрию и формируют полноценные параметрические 3D-модели. На основании полученных данных создаётся единая электронная модель изделия, а затем выполняются необходимые инженерные расчеты.

Однако, обратный инжиниринг не заканчивается построением трехмерной модели. Характеристики вновь разработанного изделия последовательно сопоставляются как с исследованным зарубежным аналогом, так и с требованиями технического задания.

После завершения цифровой проработки формируется комплект конструкторской и технологической документации. В него входят трехмерные модели деталей и сборочных единиц, рабочие чертежи, спецификации, технические требования и технологические документы. По конструкторской и технологической документации изготавливается опытный образец, после чего проводятся предварительные испытания. По их результатам КД и ТД корректируются.

Следующий этап предусматривает изготовление изделия уже по откорректированной документации, проведение приёмочных испытаний и очередную корректировку КД. После успешного завершения испытаний формируется комплект документов, подготовленный для дальнейшей постановки изделия на производство.

Таким образом, связь между конструктором и производством в проекте обратного инжиниринга является двусторонней: не только конструктор передаёт документацию изготовителю, но и результаты фактического изготовления возвращаются в конструкторскую документацию. Если при производстве или испытаниях выявляется необходимость изменить конструкцию, допуски, технологические требования или отдельные элементы, эти изменения проходят полноценную конструкторскую отработку. Итоговый комплект документации включает КД и ТД, эксплуатационную документацию и электронную 3D-модель в универсальном формате STEP.

С точки зрения импортозамещения важно, что появляется не просто российский физический аналог зарубежного узла, а полный комплект собственной документации и компетенций, позволяющий производить, модернизировать и развивать изделие независимо от иностранного поставщика.