תודה לרוסים שפישלו

טקס גלילת מטוס המנהלים החדש של התעשייה האווירית, גלאקסי, היה אירוע שחרג מגבולות התעשייה האווירית, לכדי ארוע עולמי. לא בגלל המטוס, אלא בזכות הדרך בה תוכנן. שכן הגלאקסי הוא המטוס הראשון בעולם שהורכב ישירות מתוכנות מחשב, בלא בניית אב-טיפוס.

תכנון הנדסי מבוסס מחשב אינו המצאה חדשה. לאחרונה פותחו מספר מטוסים על בסיס דגם ממוחשב, אך עד עתה היה מקובל להכין דגמים פיסיים של התוכניות שעוצבו במחשב, להרכיב אותם ידנית ולהתאימם למטוס ניסוי שכונה "אבטיפוס". דגם זה נועד לשמש כפלטפורמה לניסויים, בדיקות ושינויים בתכנון, אשר יושמו באבי-טיפוס נוספים או בקו הייצור הסדרתי.

התעשייה האווירית אימצה שיטה חדשה: האבטיפוס, בשלמותו, "הורכב" במחשב, עבר ניסויים מפרכים במימד הווירטואלי, ורק לאחר שהדגם לוטש, עוצב ונבחן, הועברו התוכניות לייצור המטוס. ראוי לציין שתהליך זה לא פוטר את התעשיה האווירית לערוך לכל חלק בנפרד, ולמטוס כולו, ניסויי בדיקה, עומסים וקריסה, כמקובל בתעשיית התעופה.

קפיצה של שני דורות

במובנים רבים, התעשיה האווירית צריכה להודות על ההישג דווקא לחברת יאקובלב הרוסית. עקב השפל המתמשך בשוק מטוסי המנהלים, ממנו סבלה גם חברת השיווק של התעשיה האווירית, אסטרה-ג'ט, הוחלט להתכונן לגל הביקוש הבא ולפתח מטוס גדול יותר מה"אסטרה", שיהיה גם זול משמעותית מכל המתחרים.

כדי להוזיל את עלויות הפיתוח והייצור נבחרה שותפה חיצונית, חברת יאקובלב הרוסית, שהתחייבה לספק תכנון עתיר ניסיון. כאתר יצור ראשוני נבחרה חברה ספרדית. לפני כשנה וחצי התברר שהמציאות שונה מהתוכניות. סגנון העבודה ברוסיה שונה לחלוטין ממה שהישראלים ציפו, וגם הייצור הספרדי לא היה מציאה.

התעשייה האווירית החליטה להחזיר את התכנון הביתה, אבל בשלב זה כבר היה ברור שהפרויקט סובל מעיכובים יקרים. כדי להתמודד איתם נדרשה החלטה נועזת: להמשיך בתלם או לדלג דור טכנולוגי ולהשקיע בתשתיות מיחשוב שיאפשרו לקצר את זמן הפיתוח ולהוזיל את העלויות. ההחלטה חורגת מפרויקט הגלאקסי לבדו. התשתית שפותחה עבור הפרויקט הקפיצה אותה לרמה אחרת ביישום שיטות עבודה מבוססות מחשב, אשר רק חברות תעופה מעטות בעולם מיישמות אותן. למעשה, בזכות הסחבת הרוסית, התעשייה האווירית קפצה דורותיים.

עם העברת התכנון לארץ, הוציאה התעשיה האווירית מכרז בהיקף של כמה מאות אלפי דולר בו זכתה חברת מקיט, נציגת חברת EDS, המייצרת את תוכנת יוניגרפיקס. לתחום זה נכנסו עד עתה מספר חברות גדולות, כאשר המתחרה הגדולה ביותר של יוניגרפיקס היא תוכנת CATIA, המיוצרת במשותף על ידי חברת יבמ וחברת דאסו הצרפתית.

באמצעות מערכת התיב"ם של יוניגרפיקס הועברו השרטוטים הידניים ושרטוטי התיב"ם של המטוס למערכת ממוחשבת אחידה, ובאמצעותה נבנה מודל תלתמימדי ממוחשב. בתהליך זה נבדקו אלפי שרטוטים המתארים את כל חלקי המטוס.

ככל שהתקדם פרוייקט קליטת המידע, הלך המודל התלת-מימדי של המטוס וקיבל צורה ובשלביו המתקדמים איפשר תכנון ממוחשב מלא של המטוס כולו, הישג ראשון מסוגו למערכות תיב"ם אלקטרוני. עד כה נעשו פעולות דומות בתת-מערכות, אך לא נבחנו תכנונים של מטוסים שלמים, מפאת גודלו של מודל הנתונים.

השימוש במחשב חסך כסף בשלב הייצור המכני של החלקים. מערכת התיב"ם שימשה לביצוע בדיקות רבות כמו בדיקת ההתאמה בין חלקים, בדיקה צורנית של שטח הפנים, החיונית במיוחד למשטחים אווירודינמיים ובדיקות התנגשות.

שבועון התעופה "אוויאיישן וויק" מעריך שכ-%30 מעלות כ"א בתהליכי הפיתוח, ומחצית מהוצאות ההנדסה בפיתוח מטוסים חדשים, נובעות מנושאים אלה. חלקן פשוט נעלם כשעובדים במודל ממוחשב. מכיוון שהבדיקה נעשתה במודל ממוחשב, ניתן היה לבצע תיקונים ושינויים ישירות במודל, מבלי לייצר מחדש את הפריט ולהגיע לתהליך הייצור עם מוצר מושלם יותר.

תחרות בשוק העולמי

לא לחינם הגיעו לטקס גלילת הגלאקסי שניים מהמנהלים הבכירים של יוניגרפיקס העולמית. גם עבורה היווה הפרויקט אבן דרך, שכן למרות שמספר יצרניות גדולות כבר מפעילות את המודל הממוחשב שלה, התעשייה האווירית היתה הראשונה שהגיעה למימוש מלא שלו, במטוס המוכן לייצור.

מערכת יוניגרפיקס משמשת מספקת את תשתית הפיתוח למטוס הקרב העתידי של צוות הפיתוח המשולב של מקדונל-דאגלס ובואינג, היא מיושמת בחברת "בל הליקופטרס" וסייעה לפיתוח מטוס מחקר לא-מאוייש עבור סוכנות התעופה והחלל האמריקאית (NASA). אולם היא לא התוכנה היחידה בתחום, ומצויה בתחרות קשוחה עם תוכנת CATIA המשווקת ע"י יבמ. בעוד יוניגרפיקס שולטת במקדונל-דאגלס ובל הליקופטרס, CATIA נבחרה כתשתית התכנון למפעלי לוקהיד-מרטין ובואינג.

שבועון התעופה אוויאיישן וויק הקדיש בשבוע שעבר גליון מיוחד לנושא שימושי התוכנה והתיב"מ בתעופה. "למהנדס יש הרבה מה ללמוד מבדיקת תהליך הייצור", הסביר לעיתון מנהל מערכות המידע בחברת פראט אנד וויטני. "הוא יוכל לשפר רבות את התכנון שלו, אם ידע כיצד מייצרים את החלק". לדבריו, החברה פועלת לשילוב של תהליכי התכנון והייצור, במתכונת Just In Time כדי לחסוך במלאים ובתקורות העבודה.

גם חברת בואינג, יצרנית המטוסים הגדולה בעולם, מתמודדת עם אותם קשיים. לאחרונה היא השלימה את פיתוח והסבת הדגם החדש של מטוס בואינג 737 למודל ארוך הטווח. חיצונית, המטוס דומה מאוד לדגמים הקודמים, אך מתחת למעטפת הפח הוא תוכנן למעשה מחדש. הוא אופיין מחדש באמצעות מודל דיגיטלי, ותהליכי ההרכבה שלו עוצבו מחדש באמצעות המחשב. בין השאר, כל הפריטים הקיימים (שתוכננו בעבר במימד הפיסי) נסרקו למודל הממוחשב ושולבו בתכנון החדש.

בואינג הלכה מספר צעדים קדימה. מחשבים רבי-עוצמה המצויידים בתוכנת CATIA, מאפשרים למהנדסי החברה לחבוש קסדות מציאות מדומה ו"לטייל" בתוך קרבי המטוס, גם בחללים הזעירים ביותר.

מדובר בהתקדמות רבה יחסית לתכנון מטוס הבואינג 777, שתואר בעיתונות כ"מטוס הממוחשב הראשון בעולם". שכן, למרות שפותח במלואו במחשב, היה צורך לייצר עבורו אבטיפוס מלא.

הזדמנות לישראליות

למגמה החדשה תהיה השפעה על חברות ישראליות נוספות, לצד התעשיה האווירית. אחת מהחברות שעדיין נהנות מהפער הקיים בין שלב התכנון לשלב הייצור היא חברת טכנומטיקס, אשר פיתחה סביבה ממוחשבת להדמיית ותכנון מערכי ייצור.

תוכנת טכנומטיקס מייצרת תוכניות מוצר בפורמט דיגיטלי ישירות מתוך תוכנות התיב"ם. היא מציגה את רצפת הייצור, מזהה בעיות שונות, וממליצה על שיפורים בתהליך לצורך קבלת סביבת עבודה אופטימלית. המערכת פועלת כבר בתעשיות רכב מובילות באירופה ויפן. לאחרונה החלה לחדור לשוק התעופתי, במיוחד לאחר שחברת בואינג רכשה ממנה מערך הכנה לייצור. שיווקית, הכניסה תתבצע באמצעות חברה בת, שרכשה לאחרונה, המתמחה במדידות מדויקות ומחזיקה בערוצי שיווק ישירים לשוק התעופתי.

חברה ישראלית נוספת המשתלבת בפעילות התיב"ם והייצור היא בינה ורשתות, שפיתחה שיטה ממוחשבת לריכוז מאגרי מידע הנדסיים. התוכנה מאפשרת לאירגונים המתבססים על תכנון וייצור ממוחשב לנהל את מאגרי התוכניות, לעקוב אחר גרסאות, שינויים ותצורות שונות, בלא פגיעה בתהליכי היצור.

חברת סימטרון, מקבוצת כלל, פועלת בשוק התיב"ם שנים רבות והצליחה לחדור בעיקר לשווקים המתפתחים. התוכנה מספקת מרכיבים הקיימים במערכי התוכנה הגדולים, אך אינה דורשת השקעות עתק בתשתית. אחד מיתרונותיה נעוץ בפתיחות לפורמטים של תוכנות אחרות.

למרות זאת, סימטרון עדיין לא חדרה בהצלחה לשוק התעופה האמריקני והאירופי, אך היא ממוצבת היטב במספר שווקי גומחה בארצות אלה. החברה הצליחה למצב עצמה כספק מרכזי במקומות אחרים, כמו בשוק החלל הרוסי, הסיני ובדרום מזרח אסיה.

מה הלאה?

התחרות העזה בין יוניגרפיקס לקטיה והתחרות הגוברת בשוק התעופתי, מבטיחים כי התכנון הממוחשב לא יקפא על שמריו. יוניגרפיקס וקטיה מבטיחות כי החידושים הבאים יאפשרו לבצע עבודות על מודלים גדולים ומורכבים יותר, וביצוע בדיקות וירטואליות רבות יותר.

גם כאן האינטרנט נכנס לתמונה. החברות מבטיחות כי שילוב יכולות עבודה בקבוצות, והוספת תקשורת דרך האינטרנט יאפשרו העברה של מוגלים שלמים מצוות לצוות וישפרו את התקשורת עם גורמים נוספים - כמו למשל המעצבים התעשייתיים.

כבר בקרוב ניתן יהיה לגשת אלת וכנות אלו באמצעות דפדפן מיוחד הכתוב בשפת Java אשר יוכל לפעול מכל מחשב, כולל מחשב אישי. המהנדסים יוכלו, תמורת רכישת תוכנה במחיר של כ-500 דולר, להתקשר באמצעות האינטרנט, לבדוק מודלים ותוכניות מורכבות - ואפילו לתכנן חלקים מהם - מהבית. « תמיר אשל « תודה לרוסים שפישלו « השותפות הכושלת עם יאקובלב עיכבה את לוח הזמנים של פיתוח מטוס הגלאקסי, וכדי להתגבר על הפיגור הקימה התעשיה האווירית מערכת מיחשוב שרשמה שיא עולמי: תכנון, פיתוח והכנת מטוס שלם לייצור - בתוך המחשב