Интервью: Алексей Карфидов, основатель лаборатории инженерного дизайна «Карфидов Лаб»

Алексей Карфидов, молодой инженер, предприниматель, основатель лаборатории инженерного дизайна «Карфидов Лаб», делится с читателями нашего журнала о своем опыте изучения и использования САПР, об организации работы в инжиниринговой компании и о факеле Эстафеты Олимпийского огня.

О себе

Алексей, какую специальность и в каком ВУЗе вы получили?

В 2007 году поступил в МИСиС по целевому набору. Я жил тогда в городе Нижний Тагил, у нас там есть два больших металлургических завода, и по ним был целевой набор в этот институт. На выбор было пять специальностей, одна из них — автоматизация, куда я и пошел, благо сами представители ВУЗа очень советовали это направление.

Не пожалели в итоге с выбором?

Во время учебы, буквально в первого курса, начал увлекаться черчением, моделированием, САПР. Кроме того, на моей специальности на втором курсе предмет Детали машин был всего лишь семестр, что меня очень расстроило, и я в угоду другим предметам стал посещать занятия по деталям машин на кафедре, потому что больше хотелось изучать конструирование и моделирование. В 2009 году я устроился работать на кафедру черчения лаборантом, где мы организовали кружок черчения, в котором начали изучать систему Компас.

 Какова была цель этого кружка и чем вы там занимались?

Мы хотели участвовать в олимпиадах по черчению, но знаний и навыков не хватало. После того, как у нас прошла внутренняя олимпиада, на которой выиграли все те, кто делали свои чертежи в САПР, тогда это были Компас, AutoCAD и T-FLEX, мы же в то время еще чертили руками на ватманах, мы поняли, что скорость проектирования и черчения с применением САПР в разы больше, чем при ручном черчении. После этого и возникла идея такого кружка, где мы самостоятельно изучали принципы трехмерного моделирования в нескольких трехмерных графических редакторах. Начинали с простых задач, постепенно усложняли, повышая себе планку. Доходило до того, что просто смотрели вокруг себя, находили какую-нибудь сложную форму, например элементы декора в метро, потом садились и думали, как эту форму смоделировать в программе. Результат не заставил себя долго ждать. Буквально в том же году мы вышли на участие сначала в московской олимпиаде по черчению, где заняли второе место, и выступили на общероссийской олимпиаде, где тоже достаточно неплохо выступили для новичков. На следующий год мы вновь прошли весь цикл олимпиад и в итоге заняли первое командное место на общероссийской олимпиаде. Кроме этих мероприятий, мы также два года участвовали в олимпиаде CAD-OLYMP, которую дважды выиграли.

Что дало вам участие в этих олимпиадах и какой опыт вы для себя получили?

В первую очередь, это был огромный опыт по решению сложных задач в короткие сроки. Нам приходилось изучать новые для себя инструменты для выполнения конкурсных заданий. Так, например, в рамках одного из них необходимо было сделать анимацию механизма в Компасе, естественно, до этого мы даже не представляли себе, как это сделать! За сутки изучили весь функционал и выполнили задание. Но после участия во всех этих олимпиадах пришло понимание того, что у нас изначально было несколько идеализированное видение ситуации — мы думали ,что если выиграем один раз, потом другой раз, то на нас сразу обратят внимание, компании будут виться вокруг нас и приглашать на работу, ведь мы так хорошо моделируем. На самом деле ничего такого не произошло и мы поняли, что надо самим шевелиться.

Лаборатория инженерного дизайна «Карфидов Лаб»

Перейдем к вашей профессиональной деятельности. Как возникла идея создания лаборатории? Что послужило толчком?

Толчком послужило именно то, что участие в олимпиадах не оправдало наших ожиданий. Мы стали самостоятельно искать заказы. В то же время в 2009 году меня пригласили в компанию, которая была организована на базе кафедры физики МГТУ им. Баумана, и занималась разработкой оптических изделий для нужд министерства обороны. Я устроился туда на должность конструктора, но уже через год передо мной поставили задачу создать и возглавить конструкторский отдел, что я успешно сделал, пригласив всех тех ребят, с которыми занимался в том самом кружке черчения и участвовал в олимпиадах. На этой должности я получил очень интересный, бесценный опыт в решении технических, административных вопросов. В то же время в родном ВУЗе с ребятами мы начали постепенно выполнять работы на заказ, рисовали, конструировали, разрабатывали чертежи, начали активно взаимодействовать с различными компаниями. Позже пришло понимание, что вести все эти работы и проекты просто как группа людей немного несерьезно, потому что и отношение со стороны заказчика было как к студентам и с юридической точки зрения возникали определенные сложности. Назрела необходимость организовать компанию. Мы решили создавать не просто ООО, а сделать малое инновационное предприятие на базе МИСиС, это позволило иметь некоторую поддержку со стороны института.

Какой был первый проект?

Первый, который мне особо запомнился — это стекловаренная печь, которую мы делали для профессора нашего же ВУЗа. Он занимался проектированием печи для получения стекла из отходов, и мы для него сделали графическую модель этой печи, которая демонстрировала основные ее преимущества, элементы конструкции и прочие нюансы, а также записали видеоролик с анимацией, который показывал как она функционирует, как проходят внутри все процессы и химические реакции. Видео получилось очень удачным. Это был наш первый успех, который повлек за собой привлечение новых клиентов и новых заказов.

Почему именно инженерный дизайн, почему не просто конструирование?

Скорее потому, что нам было интересно делать не просто сугубо технические конструкторские работы, в духе «увеличение скорости движения вала или привода в полтора раза», а какие-то более реальные, живые продукты, например конструкция робота удаленного телеприсутствия, т.е. такие, где делается упор не только на функционал, но и на визуальную эстетику. Визуальная часть — это очень важная составляющая, которая, к сожалению, исторически, еще со времен советского союза, в нашей технике очень часто упускалась. Я часто перечитываю различные справочники конструктора, и почти во всех из них есть пункт про дизайн, эргономику и внешний вид, но эта тема составляет очень скромную часть из всей книги.

Какие работы вы выполняете? Занимаетесь ли только дизайном и конструкторским проектированием, или еще чем-то?

Занимаемся сопровождением производства, разработкой конструкторской документации. Иногда возникают такие интересные проекты — люди что-то сконструировали, представили, есть макет, и дальше по нему нужно либо отчитываться, либо просто довести его до состояния законченного серийного изделия. В таких случаях мы можем заново воссоздать модель, разработать документацию, и найти место для изготовления и производства. Делаем также некоторые вещи по электронике: от трассировки печатных плат до моделирования электрических систем, но не самого сложного уровня.

Технологией занимаетесь?

Занимаемся в том смысле, что учитываем при разработке изделий способ его дальнейшего изготовления. Обычно, зная заранее каким именно способом будет изготавливаться тот или иной объект, мы уже это учитываем при его создании и проектировании. Если говорить о разработке техпроцессов, то такую работу мы не делаем, так как у нас нет своего производства, и обычно этим занимается конечный изготовитель.

Расчеты выполняете?

Да, мы проводим расчеты в среде SolidWorks Simulation и ANSYS. Считаем механику, прочностные характеристики, тепловые расчеты, движение потоков жидкостей и газов, термические деформации, расчет температур. В любых конструкциях это очень важно, ошибки могут привести к необратимым последствиям и полной неработоспособности изделия.

Сколько человек заняты проектированием в организации?

На текущий момент у нас работает примерно семь человек. Почему говорю примерно, потому что все зависит от объема и задач. Мы либо дополнительно еще нанимаем и привлекаем специалистов из своих же, либо просто ищем на стороне.

Как организован процесс проектирования: весь проект делает один человек, каждый отвечает за определенный этап проекта или каждый отвечает за свою часть проекта?

Обычно получается так — если это некая единая, сложная конструкция, которая будет в дальнейшем делиться на составные части, то на начальном этапе созданием базовой модели занимается один человек и один у него в поддержке (консультирует, помогает, дает советы). После того, как эта базовая геометрическая оболочка построена, ее дробят на составные части и отдают на проработку отдельным людям. В дальнейшем хотелось бы перейти на более сложную систему, правда пока не знаю, как это лучше организовать, но знаю, что во многих САПР возможна одновременная работа в рамках одной среды по созданию модели. Часто возникает так, что устройство или конструкция состоит из нескольких подсистем, например электроника, оптика, еще какие-то составляющие, и тут уже каждая часть прорабатывается отдельным специалистом.

Известно, что чем больше организация, тем больше происходит процесс всевозможных внутренних согласований и как итог — сроки проекта затягиваются. Считаете ли вы то, что небольшой коллектив — это ваша сильная сторона?

Количество наших сотрудников пока оптимально и достаточно, обрастать большим количеством людей очень бы не хотелось. Сейчас, имея небольшой штат, можно действовать более быстро, маневрировать в каких-то ситуациях, во многом это плюс. К тому же, в небольшом коллективе всегда идет слаженное взаимодействие, которое не хотелось бы терять. Кроме того, я считаю основным нашим конкурентным преимуществом — скорость работы. Мы всегда делаем упор на быстрое выполнение проекта и очень часто нам и приходят такие задачи, которые требуют немедленной реакции. Понимаем, что работу надо делать быстро и качественно, или не делать ее совсем.

О САПР

С какими комплексами САПР приходилось вам работать?

В кружке, организованном в МИСиС, мы изучали Компас. Когда начали делать более серьезные работы, то сначала также использовали Компас, потом перешли на SolidWorks. Почему SolidWorks, потому что открыв программу осознали, что идеология работы идентична системе Компас, практически все операции делаются точно также, но все на порядок удобнее и быстрее — кнопки большого размера, гораздо более удобные привязки. В итоге мы постепенно полностью перешли на работу в SolidWorks  и практически все наши работы сделаны именно в этом пакете.  Также пробовали Autodesk Inventor, но из-за значительных отличий в интерфейсе от привычного Компаса, «душа не легла» к нему. Около года назад я начал изучать CATIA. Всегда возникает такой момент, когда при разработке конструкции в определенной САПР начинают возникать моменты, которые просто не удается реализовать. Например, в случае с SolidWorks нам не удавалась сделать поверхности А-класса — сложные контурные соединения, которые были бы максимально плавны по своей форме.  Мы узнали, что такое легко и просто делается в система CATIA. Поначалу удивились этой мощнейшей системе, ее возможностям, после изучения основ начали применять ее в своей работе. Просто приведу один пример: мне прислали модель бампера автомобиля в формате STEP, которая была построена в системе Rhino по облаку точек, полученному с трехмерного сканера. Попытка открыть этот файл в SolidWorks привела к тому, что он 7 минут считал и открыл в итоге пустую модель. Запустил 3ds max, в нем та же самая история. Запустил CATIA — она за 10 секунд открыла файл без единой ошибки.

Чем должна обладать САПР для того, чтобы на нее стоило обратить внимание при выборе системы?

Я думаю, что она изначально должна быть максимально-доступной и понятной. В этом плане для меня идеальной была ситуация с Компасом и первым опытом работы в нем — настолько все интуитивно понятно, что поняв какие-то элементарные, базовые принципы — ты просто с ходу начинаешь вникать и разбираться, все очень хорошо и понятно. Второе, что очень важно — это оформление документации по ГОСТам. В этом есть сложности иностранных систем, в отличие от многих отечественных. При работе с библиотеками, элементами оформления и прочим в том же SolidWorks порой могут вылезать неоднозначные моменты, которые в Компасе решаются просто и легко. И третье — на самом деле самое важное и ключевое — это то, как работает сама компания, которая эту САПР продвигает, хорошо знает, как, кому и для чего она продает свои решения. Например, у Аскона есть замечательная политика поддержки ВУЗов. Или интересный пример о системе T-FLEX. Недавно читал, отечественная компания, которая занимается проектированием и строительством кораблей купила лицензии T-FLEX CAD, так разработчик совместными усилиями с заказчиком сделали модуль, который позволяет собирать корабль из отдельных секций, построили специальный интерфейс для работы с этим функционалом. Это очень большой шаг навстречу клиенту.

Чем вы руководствуетесь при выборе САПР для проектирования?

Руководствуюсь функционалом и удобством использования. С точки зрения удобства, на мой взгляд, такая система как SolidWorks наиболее подходит лично мне, потому что скорость выполнения одних и тех же действий, скорость построения геометрии получается быстрее, чем во многих других системах. Происходит это за счет более удачного расположения кнопок, большего их размера, быстрых клавиш, которые хорошо подобраны, грамотной работы мыши, когда ты можешь зажать правую кнопку и появляются команды переключения видов, ты можешь нажать на клавиатуре клавишу S и у тебя в области курсора появляются самые актуальные команды, быстрые и удобные привязки. В этом смысле за Компас несколько обидно, потому что хороший продукт, наш, но в области проработки интерфейса пока уступает.

У вашей лаборатории достаточно широкий спектр деятельности. Удается ли решать все проектные задачи в одном комплексе САПР или используется несколько программ от разных вендоров? Какие это программы?

На самом деле, никогда не получается все сделать в одном продукте, как бы этого не хотелось. Я все еще мечтаю, чтобы при создании какой-нибудь сложной системы можно было сделать элетронику в SolidWorks, механику в SolidWorks, оптику посчитать в SolidWorks, но жизнь очень далека от идеалов. Приведу один общий пример — при создании сложного оптического прибора, который включает в себя механику, электронику, оптику, какие-то еще компоненты, оптика считается в системе Zemax, потом она эскпортируется в программу моделирования через промежуточные обменные форматы. Механика проектируется в SW, документация, в соответствии с ТЗ, оформляется либо в Компасе, либо в AutoCAD. Касаемо электроники и печатных плат — они делаются в P-CAD или Sprint-Layout. Это вечная суета с разными форматами. Все эти переключения между системами — настоящий кошмар, потому что они сводят эффективность работы к минимуму из-за постоянных ошибок, потерь геометрии, которые возникают при экспорте-импорте. Это все очень печально.

Опишите свое видение идеальной САПР

Я себе представляю такую вещь. Я обычный пользователь ПК, мне не нужно никуда ничего устанавливать, я просто сажусь, открываю окно браузера, ввожу необходимые логин и пароль, захожу в нужную мне область, где я могу удобно делать хоть модель, хоть чертеж, хоть проводить расчет. Это удобно и пользователю и компании-разработчику — не нужно мучиться с лицензированием, бороться с пиратами. В конечном счете, у меня сложилось такое представление, что это нечто «облачное», то, что не требует значительных ресурсов компьютера, находится где-то на удаленных ресурсах. При этом, важно обеспечение конфиденциальности данных. Работая через окно браузера можно легко подключать различные модули, которые будут эффективно взаимодействовать между собой в рамках одной системы, позволяющие делать и механику, и электронику и пр. При этом в своем же окне ты видишь, как твой коллега вносит изменения в конструкцию и наблюдаешь это в реальном времени. Это и есть мой идеал САПР.

Приходилось ли вам участвовать в «обратной» связи с разработчиками ПО? Какими путями это происходило? Есть ли результат?

Ко мне не раз обращались представители компании Аскон с вопросами об их продукте Компас, просили описать его слабые и сильные стороны. И меня как-то так понесло, что я не просто ответил на вопросы, а составил документ на несколько страниц — перечень того, что бы я сделал лучше и чтобы я хорошего перенес в Компас из других систем. Эту информацию я передал, она дошла до тех людей, которые принимают решение о развитии продукта. Скоро выходит 15 версия Компаса, посмотрим, может что-то улучшится в сторону пользователя.

Используете ли вы системы электронного документооборота PDM/PLM?

Электронный документооборот — это очень важный момент, это не просто нечто необходимое, это жизненно важно для компаний. Сейчас у нас работа ведется так — есть некое изделие, есть отдельная папка, где лежит его текущая версия. В идеальном случае, который не всегда получается, у одного человека есть доступ к определенным узлам и он может их править, у остальных есть возможность только смотреть эти узлы. Параллельно в ходе процесса работы делаются копии этой сборки, откаты на определенную версию, обычно перед серьезной переработкой конструкции. Также у нас разработаны документы по собственной форме, которые позволяют нам отследить состояние проекта как на этапах разработки, так и на этапах сопровождения, внесения доработок и изменений. К этой системе мы сами пришли методом проб и ошибок, и она позволяет нам избежать потери данных.

Мобильные приложения для конструкторов и проектировщиков — удобное подспорье или новомодная игрушка? Был ли опыт использования?

Да, обязательно! Как только вышло приложение eDrawings, сразу же скачал себе и поставил и на телефон и на планшет — отличная вещь, можно открывать чертежи и модели, сделанные в SolidWorks, вертеть, смотреть. Потом также установил себе AutoCAD 360, и поначалу приложение нравилось, но появилась особенность — мы используем нестандартные шрифты и их нам не удалось внедрить в эту мобильную платформу. Сейчас постепенно ушли от AutoCAD 360, и если есть необходимость просмотра документации на мобильных устройствах, то просто сохраняем чертежи в формате pdf.

Используете ли вы в работе технологии трехмерной печати?

Эта тема очень интересная и периодически мы о ней думаем, смотрим, каким образом можно ее применить в том или ином вопросе. У нас была ситуация, когда необходимо было срочно изготовить пластиковый корпус. По оценкам, это могло занять 1 месяц. Мы рассмотрели возможность печати этого корпуса на принтере, сроки конечно были потрясающие — 2..4 дня. Но сразу же начали вылезать нюансы, например, длина корпуса была 210 мм, а большинство принтеров могут печатать только до 200 мм. Нам предлагали вариант сделать корпус на 200 мм и приклеить к нему плашку, но от этого варианта пришлось отказаться. В итоге, мы попробовали напечатать одну из стенок, протерли ее, и заметили, что она стала испаряться, растворяться и поняли, что лучше сделать из проверенного пластика. Хотя, читая новости по этой теме, порой удивляюсь, как быстро все двигается, знаю что в США некоторые компании печатают элементы корпусов ракет и получают хорошие результаты. Но у нас пока, что я вижу вокруг себя, это все больше для каких-то простых макетов и демонстрации формы. Но явно существуют хорошие, правильные технологии, которые пока недоступны массово.

 О факеле

Как получилось так, что ваша лаборатория приняла участие в разработке факела для олимпийского огня?

У команды, отвечающей за проект, в процессе работы над факелом, когда общая концепция уже была готова, возник вопрос — необходимо быстро сделать из пустой красивой поверхностной оболочки математическую модель, рассмотреть варианты разбиения конструкции на составные части, проработать варианты их крепления друг к другу. При этом необходимо сделать это красиво и функционально, чтобы это не были 10 винтов, торчащих снаружи. Этот вопрос был очень горящим, его нужно было решать в течение нескольких дней.

Какая часть проекта была выполнена вами?

Когда возник вопрос проработки конструкции, мы к этому делу активно подключились. Нам удалось рассмотреть четыре варианта конструкции, начиная от самых брутальных, где все было внутри соединено на болтах. В итоге мы пришли к отличному решению — мы предложили идею крепления составных частей факела с помощью неодимовых магнитов и направляющих штифтов. В итоге это решение и пошло в серию. Нам удалось в этом решении реализовать интересную концепцию — есть каркас, который не нужно скручивать, просто берешь одну деталь, берешь вторую, близко их сводишь друг к другу и они сами защелкиваются с помощью магнитов. Это быстро, удобно, позволяет избежать торчащих крепежных элементов на наружных поверхностях изделия. Проект прорабатывался в нескольких системах — какая-то часть в SolidWorks, какая-то в Alias.

Не секрет, что во время эстафеты олимпийского огня возникали проблемы с эксплуатацией факела. По вашему мнению, это стало следствием неверной эксплуатации, некачественного изготовления или ошибок при проектировании?

Насколько я знаю, там были некоторые сложности с системой горения — винт, который отвечал за включение и выключение этой системы должен был быть повернут изначально на определенный угол. В процессе изготовления этот угол не отслеживался, в связи с чем было неверное распределение газа в системе горения. На самом деле, дело даже не в какой-то конструкторской проблеме или сложности, которая возникла, а в том, что все это делалось в очень сжатые сроки и не было достаточного количества времени на проработку и проведения нормальных испытаний. Но при этом, по данным МОК — до 5% факелов, которые тухнут — это является нормой, хотя на мой взгляд это слишком высоко для нормы. Для нашего факела этот процент был меньше единицы.

Планы

Алексей, спасибо за интересные ответы. Какие ваши планы на ближайшее будущее в рамках компании и в плане личного профессионального роста?

рамках компании все просто и прозаично — мы сейчас ведем переговоры с несколькими институтами по ведению проектов. Я думаю, что если хотя бы 50% тех идей, которые запланированы сейчас — это конструкторские, исследовательские и прочие работы — выгорят, то это будет замечательно, потому что мы только с этого года начали вести такую целиком самостоятельную, полноценную деятельность. Мы сейчас сделали свой сайт karfidovlab.ru, на нем есть базовое представление того, что мы делаем. Мы рады сотрудничать, проводить интересные конструкторские, исследовательские работы, заниматься визуализацией, компьютерным моделированием и прочими вещами. Это та тема, которую мы любим, обожаем, ей живем и будем рады сотрудничать как в области САПР так и при консалтинговых работах и пр. Также у нас стоит задача на этот год — реализовать как минимум одну собственную разработку и начать производить опытные образцы. Это будет бытовое устройство.

В плане личного профессионального роста ближайшее, что хочу для себя сделать, и постепенно к этому двигаюсь, максимально глубоко изучить поверхностное моделирование А-класса в системе CATIA.

Андрей Михайлов, специально для SAPR-journal.ru