Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Интересное

Комп мозги не заменяет, или Четыре страшные истории о неудачах CAD-проектов, и как избежать таких неудач

14.12.2015
© www.airbus.com

Производители CAD обещают нам, что если мы будем использовать их программное обеспечение, результаты окажутся безупречными. Почему же тогда CAD-проектирование дает такие сбои, которые иногда стоят производственникам миллиарды долларов?

Ральф Грабовски

Источник: isicad. Ваше окно в мир САПР

Оригинал: When the Result of CAD is Failure (With Some Solutions).
Перевод Ольги Лукашенко.

Возможно, иногда проблемы кроются в недостатках CAD-программ. Но, скорее всего, ошибки вытекают из характера соответствующей экосистемы CAD: операторы, их менеджеры, корпоративная культура проектной фирмы, консультанты, которые дают им плохие советы, наседающие на них политиканы, и т.д., и т.п.

Позвольте привести четыре страшные истории, связанные с проектированием, и дать некоторые рекомендации, как можно избежать дорогостоящих ошибок.

Провод, задержавший Airbus на миллиарды долларов

Пожалуй, наиболее досадный брак в пока ещё короткой истории автоматизированного проектирования – это многомиллионная, многолетняя задержка вывода на рынок компанией Airbus мощного пассажирского лайнера A380. Проблема возникла из-за распоряжения о внесении изменений, касающихся электрожгутов (это такие полные комплекты проводов с соединителями на обоих концах); а источником проблемы мог быть какой-то консультант (рис 1):

Ralph failed projects

Рис. 1. Пример электрожгутов, используемых в самолетах (фото предоставлено BEA)

Airbus производит запасные части для воздушного судна в нескольких странах, окончательная сборка A380 осуществляется во Франции. Для проектирования самолетов компания использует системы CATIA от Dassault Systemes, однако на тот момент имел место достаточно сложный процесс перехода от CATIA V4 к CATIA V5. Airbus наняла IBM для написания программы-конвертора, чтобы подразделения, уже работающие на новой системе V5, могли считывать чертежи из старой, плохо совместимой системы V4. Но у IBM Consulting возникли задержки при разработке конвертора, поэтому использующие V5 французские операторы были вынуждены вручную снова вводить чертежи, созданные в V4. И это была составляющая ошибки.

В то время проблемой номер 1 в проектировании самолетов являлось снижение потребления топлива, и один из способов ее решения – уменьшить вес самолета. В процессе проектирования было принято решение полностью перейти на использование проводов из более легкого алюминия. В результате, по сравнению с использованием медных проводов, должно было возникнуть снижение веса каждого самолёта примерно на 500 кг.

Завод в Германии, где велось проектирование и производство электрожгутов, работал на CATIA V4, поэтому трассировочные чертежи нельзя было проверить на соответствие генеральным схемам в V5. Когда электрожгуты доставили для установки во Францию, они оказались слишком короткими. Причина в следующем: у алюминиевых проводов радиус изгиба больше, чем у медных; таким образом, их приходилось обрезать несколько больше. Данное изменение было внесено в технические условия, но не нашло отражения в блок-схемах. Эта ошибка стоила компании Airbus миллиарды долларов, включая затраты на повторное производство, издержки затягивания сроков поставки и потерянный сбыт.

Решения. Обновлять CAD-системы в ходе реализации проектов неразумно; всегда надо продолжать использовать старую систему до получения конечных результатов. Но компании-тяжеловесы, такие как Airbus и Boeing, не могут следовать такому совету, поскольку чертежи, используемые для проектирования воздушного судна, должны быть доступны для прочтения с целью технического обслуживания на срок вплоть до пятидесяти лет. Именно поэтому Boeing предпочитает форматы нейтрального файла (например, STEP), чтобы не зависеть от капризов поставщиков CAD и от закрытых форматов программ. Если прямой транслятор не готов, я рекомендую использовать нейтральный формат, который, будучи открытым, легче расширяется и контролируется. (На фоне того, что новая политика Autodesk – только подписки! – заставляет пользователей многократно в течение длительных проектов обновлять CAD, я заметил, что Autodesk заморозил DWG-формат на уровне R2015; возможно, то же самое произойдёт и с другими форматами компании.)

Электрожгуты оказались изготовлены слишком короткими, потому что на стадии производства кто-то забыл пересчитать радиус изгиба, тогда как на стадии сборки никто не мог проверить маршрутную информацию из-за несовместности формата файлов. Если в проект вносятся существенные изменения, мой совет: сначала выполнить опытный образец, чтобы убедиться, что нововведение работает.

Эта история ясно показывает, почему модная тенденция непрерывного обновления ПО не оправдывает надежд заказчиков, развивающих долгосрочные проекты, если только формат файлов не остается неизменным. Но когда формат файлов неизвестен, а сами файлы размещаются на удаленных серверах, заказчики таких проектов в интересах дела просто обязаны отказаться от пакета программ, какой бы привлекательной не казалась цена.

21 год бездействия: аэропорт в Берлине

После объединения Германии в Берлине оказалось три аэропорта. Аэропорт исторического значения Темпельхоф был закрыт, и возникли планы строительства нового аэропорта вместо двух других устаревших. Это должен был быть образцово-показательный аэропорт, достойный столицы самой большей и самой процветающей страны Европы (рис. 2):

Ralph failed projects

Рис. 2. Аэропорт Берлин-Бранденбург в процессе строительства. (Фото предоставлено Peri Slabs)

Когда работы близились к завершению, в 2010 году на всех системах аэропорта провели испытания: доставка багажа, комплектование персонала, обеспечение безопасности, и пр., и даже имитировались действия пассажиров. Первой системой, давшей существенный сбой, оказалась противодымная вентиляция: если бы случился пожар, пассажиры и сотрудники могли просто-напросто задохнуться.

«По соображениям эстетики, проектировщики решили разместить вентиляционные каналы дымоудаления в терминале на крыше, но так, чтобы они не выходили на поверхность крыши. Дым при пожаре закачивался бы с крыши в трубы дымоотвода, идущие вниз и затем под терминал, для чего необходимо изменить естественное направление движения теплого воздуха вверх, заставив его двигаться вниз по трубам. Обеспечение данного процесса в масштабах такого аэропорта является уникальной задачей, и пока что сложная [18-ти километровая] система противодымной вентиляции не работает, как задумано», сообщил немецкий информационно-аналитический журнал Шпигель.

Когда поставщик вентиляционной системы обанкротился, аэропорт попытался ускорить решение проблемы, предложив нанять 700 пожарных наблюдателей; но это, прямо скажем, смешное решение, было быстро отвергнуто немецким регулятором, ответственным за вопросы безопасности зданий. Вместо этого пришлось полностью демонтировать стены, чтобы вновь выстроить систему вентиляции.

В результате, издержки и задержки оказались даже больше, чем у компании Airbus. По плану на проектирование и строительство отводилось 12 лет, а стоимость проекта оценивалась в 2,8 миллиардов евро (3 миллиарда долларов США). Но политические игры и протекционизм, судебные иски и банкротства, обвинения во взяточничестве и увольнения, проблема с вентиляцией и прочие недостатки строительства (например, неправильная проводка, трубы с горячей водой без теплоизоляции, протекание воды) увеличили стоимость проекта до примерно 11 миллиардов долларов, а сроки выполнения - до 21 года. На сегодняшний момент дата открытия все еще не анонсирована.

Тем временем, поддерживать жизнь в недействующим аэропорту стоит 12 миллионов долларов в месяц. Однако жители Берлина не возражают против задержки, поскольку новый аэропорт находится на 18 км дальше от города, а старый продолжает функционировать вполне нормально.

Решения. Человек, ответственный за реализацию проекта нового аэропорта, не имел опыта строительства, он работал мэром Берлина. Проекты такого уровня престижности неизбежно выходят за пределы сметы и возникают разного рода задержки; это закон природы. Мои рекомендации: инициируемые государством проекты должны реализовываться как частно-государственные партнерства, когда частное руководство проектом и частная строительная фирма полностью берут на себя риски, но и получают прибыль от эксплуатации завершенного объекта. Таким образом, сводятся к минимуму проблемы, порождаемые политическими соображениями, и налогоплательщики защищены от перерасхода средств.

Одна из причин, по которой я ушел из инженерии, заключалась в том, что не поощрялись инновации, которые я хотел внедрить. На самом деле, это было к лучшему. Слишком много людей попадают в зону риска, если инженерам разрешается экспериментировать с принципиально новыми техническими решениями – например, делать вентиляционные системы, которые пытаются заставить дым двигаться вниз вопреки естественной закономерности. (Предполагаю, что кто-то всего лишь хотел добиться хорошей формы контура крыши – для удовольствия пассажиров, обозревающих аэропорт с заходящего на посадку самолета.)

Мой совет инженерам: откажитесь от проектных решений, которые противоречат законам физики – или здравому смыслу.

Самая безопасная пила в мире, которую никто не может себе позволить

А теперь о более мелких неудачах проектирования. Несколько лет назад гвоздем одной конференции Solidworks World стала демонстрация отрезного станка со столом, мгновенно останавливающимся при касании лезвия пальцем. На выставке проектировщики показывали работу изделия с помощью сосиски, а не собственных пальцев (см. рис. 3). Тем не менее, это изобретение весьма впечатляет, и, казалось бы, сейчас уже должно было стать стандартным рабочим устройством. Но не стало.

Ralph failed projects

Рис. 3. Проверка тормоза пилы с помощью похожей на палец сосиски. (Фото предоставлено Woodworking Adventures)

Я поинтересовался судьбой этой пилы у знакомого владельца сети магазинов, торгующих инструментами. Он сказал, что пила просто слишком дорогая. Тормоз работает, реагируя на естественный электроток в пальце, при его обнаружении на пилу с силой обрушивается кусок металла, разрушая саму пилу. Поэтому рынок не взял на вооружение такую технологию.

Решения. Здесь мы имеем принципиально новую идею (мгновенная остановка), которая является чрезвычайно затратной, но стимулирует поиск более дешевого решения после десятилетий инертности мысли проектировщиков. В некоторых пилах сегодня используется электротормоз, посредством которого быстро дается задний ход и пила останавливается, на что уходит одна-две секунды. Да, не мгновенно и не сразу при касании пальцем лезвия, но при этом пила не портится, а защита работает, когда вероятность касания лезвия пальцами наибольшая: после завершения отрезания, а не в процессе.

Мой совет: пересматривайте дорогие технические решения, ведь «просто приемлемые» варианты применяются гораздо шире, чем идеальные, так как больше людей могут позволить их себе.

Неидеально спроектированный идеальный тостер

На другом мероприятии Solidworks World два промышленных дизайнера из Англии продемонстрировали нам свой подход к делу. Они не стали строить собственные предположения, как должны работать потребительские товары, а провели неделю, наблюдая, как люди используют существующие модели. Их целью было понять хорошие и негативные аспекты. Они не спрашивали, а просто наблюдали, поскольку люди часто дают такие ответы, которые, как им кажется, исследователи хотели бы услышать. И только потратив неделю на наблюдения, дизайнеры начали разработку новых проектов. Одним из их предложений стал новый тостер с наклонной крышкой. В результате своих наблюдений, дизайнеры заметили, что потребители хотят иметь возможность заглянуть внутрь, чтобы видеть, как работает тостер. Классно, подумал я. Когда мне понадобился новый тостер, я купил именно их модель; в конце концов, я ведь встречался с её создателями! (рис. 4):

Ralph failed projects

Рис 4. Тостер с наклонной крышкой T-fal Avante (Фото предоставлено T-fal)

Я очень быстро обнаружил, что наклонная крышка – это «засада». Когда тосты готовы, они выбрасываются с большим усилием и в результате часто оказываются на кухонном полу. Будучи инженерами, мы понимаем, что заложенный в проект угол в 45 градусов идеален для достижения максимального расстояния. Тому же, я не могу одновременно поджаривать третий кусок, потому что он соскальзывает с наклонной крышки. Кроме того, такая модель не особо улучшает приготовление тостов: одна сторона всегда получается менее прожаренной, как и в любом другом тостере. И оказалось, что мне вообще не хочется заглянуть внутрь, чтобы увидеть, что там делает тостер – возможно, это какая-то чисто британская фишка.

Решения. Мне нравятся инновационные усовершенствования к изделиям, зрелым во всех других отношениях, как-то: отрезные станки и тостеры. (На текущий момент мне больше всего нравится дополнение лазерного луча к углорезам.) К несчастью, CAD позволяет порождать инновации чисто ради маркетинга. Тостер с наклонной крышкой, несомненно, заметен на полках магазинов, а во все остальном – это провал.

Мой совет дизайнерам: нужен цикл обратной связи для тестирования принципиально новых решений «в естественных условиях» – решают ли они исходные задачи? Если бы дизайнерский дуэт пошел на это, они бы обнаружили, что их идея не работает для потребителей, и возможно, они бы обратили внимание на реальную задачу – как поджарить хлеб равномерно.

Выводы

Разработчики CAD любят всюду рассказывать об использовании программ, которые четко решают проектные задачи. И не любят признавать обратное. Поэтому преодолевать их высокомерие – это наша работа, как потребителей.

Сам по себе факт использования нами CAD для проектирования, не означает, что проектные решения будут хороши для потребителей. CAD-программы также не гарантируют отсутствие постпроектных задержек и проблем, связанных с человеческим фактором. Выход в том, чтобы полностью осознавать такого рода ограничения, вводить поэтапную проверку принципиальных изменений и даже быть готовым убить свое детище, когда представляется, что результаты не будут соответствовать изначальным ожиданиям. Ни один проект не является слишком великим, чтобы не оказаться неудачным.

 
Социальные комментарии Cackle
Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.