Новая звезда на небосклоне среднего CAD
Павел Голдовский 
Конфигурация CATIA механического проектирования 1 (Mechanical Design 1 — MD1)
Конфигурация CATIA механического проектирования и инженерного анализа
Конфигурация CATIA для черчения (Drafting 1 configuration — DR1)
Конфигурация CATIA для проектирования листовых деталей (Sheetmetal Design 1 configuration — SD1)
Конфигурация CATIA для производства листовых деталей (Sheetmetal Production 1 configuration — SL1)
Модуль CATIA анализа геометрических конфликтов (DMU Space Analysis 1 — SP1)
Модуль CATIA «Навигатор макета» (DMU Navigator 1 — DN1)
Модуль CATIA проектирования сборок (Assembly Design 1 — AS1)
Модуль CATIA интерактивного черчения (Interactive Drafting 1 — ID1)
Модуль CATIA создания чертежей (Generative Drafting 1 — GD1)
Модуль CATIA проектирования деталей (Part Design 1 — PD1)
Модуль CATIA производства листовых деталей (Sheetmetal Production 1 — SH1)
Модуль CATIA проектирования листовых деталей (Sheetmetal Design 1 — SM1)
Модуль CATIA каркаса и поверхностей (Wireframe & Surface 1 — WS1)
Модуль CATIA проектирования оснастки пресс-форм (Mold Tooling Design 1 — MT1)
Модуль CATIA анализа прочности деталей (Generative Part Structural Analysis 1 — GP1)
Модуль CATIA «Менеджер объектов» (Object Manager 1 — CO1)
Модуль CATIA интерфейса CADAM 1 (CADAM Interface 1 — CC1)
Модуль CATIA интерфейса IGES 1 (IGES Interface 1 — IG1)
Модуль CATIA интерфейса STEP AP203 1 (STEP AP203 Interface 1 — ST1)
Модуль CATIA интерфейса STEP AP214 1 (STEP AP214 Interface 1 — SI1) — новый
Модуль CATIA управления проектом (Team PDM 1 — TD1)
Что такое средний CAD? Наверное, это ценовой диапазон до 12-15 тыс. долл. за рабочее место (поскольку в ценовой диапазон до 20 тыс. долл. уже укладывается полнофункциональное решение CATIA V5, которое относится к CAD/CAM верхнего уровня) плюс, как минимум, решение таких задач, как:
- работа с параметрической твердотельной моделью;
- работа со сборкой;
- проектирование листовых деталей;
- прочностные расчеты;
- оформление чертежей;
- наличие стандартных интерфейсов.
Сначала рассмотрим, что происходит на рынке средних САПР. Основными игроками здесь являются пакеты с геометрическим ядром Parasolid. SolidWorks, разработанный одноименной фирмой, все активнее (особенно в России) претендует на все ниши CAD-систем (см. «САПР и графика» № 3’2001). Однако многие практические задачи можно решать с помощью этого пакета только при наличии дополнительных систем от «золотых партнеров», что нарушает цельность предложения «все из одних рук» и заставляет полагаться не на одного поставщика, а на некое их сообщество.
Другой известный пакет — SolidEdge компании Unigraphics Solutions — предлагается в качестве нижнего уровня в комплексе SolidEdge и Unigraphics. По нашему мнению, основным недостатком такого подхода (при наличии более или менее полной интеграции данных) является необходимость в сопровождении и поддержке двух идеологически разных систем. Можно бесконечно говорить об их подобии, однако тогда бы они являлись частью одного пакета.
Нельзя обойти вниманием и другие системы среднего уровня, такие как AutoCAD Mechanical Desktop и T-Flex компании Top Systemes. Их особенность состоит в том, что они сами являются вершиной в развитии «легкого» CAD.
Так что же предложила фирма Dassault Systemes в этом сегменте? Как уже неоднократно говорилось («САПР и графика» № 1, 3-5’2001), система CATIA V5 представлена тремя платформами — P1, P2 и P3. При этом условно CATIA V5P2 можно отнести к системе высокого уровня, Р3 — к решениям для корпоративных заказчиков и к специализированным решениям, а вот CATIA V5P1 можно по указанным критериям отнести к среднему CAD.
На рис. 1 представлена структура основных конфигураций.
Кроме 11 модулей, различным образом формирующих 5 функциональных конфигураций, в структуре CATIA V5P1 имеется еще 8 модулей, которые можно заказать дополнительно к выбранной конфигурации, впрочем, как и любой функциональный модуль.
Перейдем к описанию конфигураций и модулей.
Конфигурация CATIA механического проектирования 1 (Mechanical Design 1 — MD1)
Данная конфигурация содержит все инструменты, необходимые для выполнения трехмерного проектирования деталей, сборок и получения производственных чертежей. Кроме того, она включает интегрированные возможности фотореалистической визуализации и поддерживает обмен данными с использованием распространенных промышленных стандартов.
 |
|
Конфигурация CATIA механического проектирования и инженерного анализа
(Mechanical Engineering1 configuration — ME1)
Содержит все инструменты, необходимые для выполнения трехмерного конструирования деталей, сборок и получения производственных чертежей. За счет наличия интуитивно понятных функций оценочных прочностных расчетов инструменты предварительной проверки деталей доступны конструкторам на всех этапах проектирования. Кроме того, в конфигурацию МЕ1 включены интегрированные возможности рендеринга в реальном времени. Конфигурация поддерживает обмен данными с использованием распространенных промышленных стандартов.
|
|
Конфигурация CATIA для черчения (Drafting 1 configuration — DR1)
Включает все инструменты, необходимые для создания промышленных чертежей, а также интерфейсы к наиболее часто используемым в промышленности стандартам данных.
|
|
Конфигурация CATIA для проектирования листовых деталей (Sheetmetal Design 1 configuration — SD1)
Содержит все инструменты, необходимые для проектирования листовых деталей и сборок, а также для создания соответствующих производственных чертежей. Кроме того, эта конфигурация включает интерфейсы к наиболее часто используемым в промышленности стандартам данных.
|
|
Конфигурация CATIA для производства листовых деталей (Sheetmetal Production 1 configuration — SL1)
Обладает всеми инструментами, необходимыми для преобразования функциональных определений листовой металлической детали в деталь, которая может быть изготовлена на одном рабочем месте и по выгодной цене. Позволяет мастеру цеха и проектировщику определить возможность изготовления листовой металлической детали. Помимо этого данная конфигурация обеспечивает интерфейс к большинству имеющихся на рынке программных средств производства листовых деталей.
А теперь рассмотрим отдельные продукты CATIA V5P1.
|
|
Модуль CATIA анализа геометрических конфликтов (DMU Space Analysis 1 — SP1)
Данный модуль служит для обнаружения препятствий, секционного анализа и сравнения трехмерной геометрии для верификации цифрового макета. Он рассчитывает информацию о пересечениях (наложениях), зазорах и соприкосновениях между деталями и позволяет пользователям подробно просмотреть такие конфликты. Окно просмотра разрезов дает возможность легко анализировать и выделять области геометрических конфликтов. Можно также сравнивать трехмерную геометрию и визуализировать результаты сравнения в специализированном окне просмотра. С помощью модуля можно проверять (верифицировать) проекты. Он предназначен для всех сотрудников, занятых работой с цифровым макетом, и может использоваться на всех этапах срока службы изделия — от его проектирования до технического обслуживания. Модуль способен работать со всеми цифровыми макетами любого размера (от сборок потребительских товаров до макетов очень большого размера) в разных отраслях промышленности (в автомобильной, аэрокосмической, судостроении, тяжелом машиностроении и др.). Пример такого макета приведен на рис. 2.
|
|
Модуль CATIA «Навигатор макета» (DMU Navigator 1 — DN1)
Модуль «Навигатор макета» осуществляет совместный просмотр электронного цифрового макета DMU с помощью мощных средств визуализации, навигации и обмена данными. Наличие большого количества инструментов (поддержка выделений, гиперссылок и анимации, средства публикации и проведения конференций) упрощает взаимодействие всех членов группы, занятых просмотром цифрового макета. Производительность труда пользователя повышается благодаря возможности автоматизировать команды работы с файлами визуализации для быстрой загрузки данных. Естественная интеграция с другими модулями электронного цифрового макета обеспечивает как полный просмотр макета, так и эмуляцию. С модулем могут работать все сотрудники, имеющие дело с цифровым макетом. Модуль DN1 может работать с цифровыми макетами любого размера в разных отраслях промышленности. На рис. 3 приведен пример использования модуля в автомобилестроении.
|
|
Модуль CATIA проектирования сборок (Assembly Design 1 — AS1)
Модуль AS1 помогает проектировщикам определять большие иерархические сборки и работать с ними, используя подход «сверху вниз» или «снизу вверх». Части сборки можно легко устанавливать на место с помощью мыши или графических команд. Механические ограничения позволяют отрегулировать положение деталей сборки и установить контакты между ними. Детали можно повторно использовать в этой или в другой сборке, при этом нет необходимости дублировать данные. Автоматическое создание трехмерных покомпонентных изображений упрощает понимание всего полного макета, в то время как функции анализа обнаруживают конфликты деталей и ограничения на зазоры. Автоматическое создание списков стоимости материалов обеспечивает полный учет всех деталей независимо от сложности проекта. Пример сборки показан на рис. 4.
|
|
Модуль CATIA интерактивного черчения (Interactive Drafting 1 — ID1)
Модуль ID1 создает двухмерные проекты с помощью высокопроизводительной интуитивно понятной интерактивной чертежной системы. Любой пользователь существующих двухмерных систем САПР может использовать модуль ID1 корпоративной системы CATIA в качестве автономной прикладной программы. Этот модуль обогащает создаваемые чертежи интегрированными двухмерными интерактивными функциями и создает высокопроизводительную среду для окончательного оформления чертежей и простановки на них стандартных штампов и аннотаций. Он предоставляет пользователям легкий и плавный переход от двухмерных чертежей к миру технологий трехмерного проектирования.
|
|
Модуль CATIA создания чертежей (Generative Drafting 1 — GD1)
GD1 создает чертежи по трехмерным макетам деталей и сборок. Утилита-помощник Drawing Creation Assistant упрощает графическое документирование трехмерных моделей с множеством видов, сечений и разрезов. Размеры трехмерных объектов можно проставлять автоматически. Конструкторы могут связать шаблоны со спецификациями материалов деталей и затем добавить необходимое оформление и стандартные чертежные таблицы. Связь чертежей с трехмерными моделями позволяет одновременно работать как с объектами, так и с их чертежами. Имеется утилита для экспорта данных чертежей в файлы формата DXF.
|
|
Модуль CATIA проектирования деталей (Part Design 1 — PD1)
Модуль PD1 содержит мощные инструменты для проектирования трехмерных механических деталей, ассоциативные функции, основанные на элементах, и средство динамического построения эскизов. Позволяет добавлять спецификации к создаваемым проектам как в процессе работы, так и после завершения проектирования. Древовидная структура графически представляет организацию иерархии элементов, что позволяет отчетливо увидеть, как влияют на проект вносимые в него изменения (рис. 5). В процессе изменения проекта пользователи могут выделять, копировать и добавлять целые группы элементов.
|
|
Модуль CATIA производства листовых деталей (Sheetmetal Production 1 — SH1)
Данный модуль предназначен для подготовки к изготовлению листовых металлических деталей. В комбинации с модулем SMD этот модуль предоставляет решение, которое полностью охватывает весь процесс разработки таких деталей — от проектирования до серийного производства. Модуль SH1 способствует лучшему взаимодействию конечных производителей и подрядчиков, изготавливающих листовые детали, поскольку позволяет преобразовать трехмерные гнутые функциональные формы изделий в разогнутые изготавливаемые формы шаблонов заготовок. Он имеет средства, необходимые для проверки возможности изготовления, и интерфейс к программному обеспечению производства листовых деталей сторонних производителей.
|
|
Модуль CATIA проектирования листовых деталей (Sheetmetal Design 1 — SM1)
Модуль SM1 позволяет на основе элементов создавать проекты листовых металлических деталей посредством высокопроизводительного и интуитивно понятного подхода. С помощью модуля можно вести конструирование в развернутом и согнутом представлениях листовой детали одновременно. Может быть использован совместно с другими существующими и разрабатываемыми модулями CATIA версии 5, предназначенными для проектирования деталей и сборок, для создания чертежей. Поскольку проекты листовых деталей могут начинаться с уровня эскиза или с имеющихся трехмерных моделей, модуль SM1 упрощает обмен данными между поставщиками и подрядчиками. Пример работы с данным модулем показан на рис. 6.
|
|
Модуль CATIA каркаса и поверхностей (Wireframe & Surface 1 — WS1)
Модуль WS1 дополняет модуль проектирования деталей CATIA (PD1) средствами создания каркасных конструкционных элементов на этапе предварительного проектирования и позволяет обогатить имеющиеся проекты трехмерных механических деталей каркасными элементами и основными элементами поверхностей (рис. 7). Основанный на применении элементов подход модуля WS1 создает производительную и интуитивно понятную среду проектирования, в которой можно накапливать и заново использовать методы и спецификации проектирования.
|
|
Модуль CATIA проектирования оснастки пресс-форм (Mold Tooling Design 1 — MT1)
Позволяет определить оснастку штамповочного производства и работать с ней. С его помощью можно быстро и экономно создать оснастку для литья пластмассы (рис. 8), при этом могут использоваться либо предопределенные компоненты из стандартной библиотеки, либо детали собственной разработки. Модуль имеет интуитивно понятный интерфейс пользователя и характеризуется высокой производительностью, простотой работы и низкой стоимостью обучения. Его можно использовать совместно с другими существующими или разрабатываемыми модулями CATIA версии 5 для получения высокопроизводительной среды при создании линий и поверхностей разъема, проектирования новых штампованных компонентов, моделирования отливки, производства сборочных чертежей и обработки прессованных сборок.
|
|
Модуль CATIA трехмерных функциональных допусков и аннотаций (3D Functional Tolerancing & Annotation 1 — FT1)
Данный модуль является идеальным решением для новых пользователей CATIA на малых и средних предприятиях, желающих перейти от систем двухмерного черчения к трехмерным мастер-моделям. Модуль может извлекать трехмерные аннотации (описания), используя для этого концепцию плоскости аннотаций модулей построения чертежей CATIA.
|
|
Модуль CATIA фотореалистической визуализации в реальном масштабе времени (Real Time Rendering 1 — RT1)
Модуль RT1 позволяет проектировщикам перейти от технологического описания материалов к фотореалистическим изображениям деталей. Пользователи могут создавать по эскизам текстуры, модифицировать их с помощью импортированных цифровых изображений или выбирать их из встроенной библиотеки. Поддерживается взаимосвязь между описанием материала в библиотеке и свойствами материала, из которого изготовлена деталь. Материал можно выбирать как на основе спецификаций, так и вручную. Выполняемые в реальном масштабе времени расчеты изображений позволяют быстро преобразовывать модели в фотореалистические изображения.
|
|
Модуль CATIA анализа прочности деталей (Generative Part Structural Analysis 1 — GP1)
Модуль GP1 предоставляет проектировщику средство предварительной проверки проекта с помощью метода конечных элементов. Простой в эксплуатации интерфейс предназначен специально для проектировщиков. Он помогает им создать расчетные модели анализа и выполнить анализ напряженного состояния и расчет в первом приближении собственных колебаний детали. На цветных графиках результатов анализа отображаются карты деформаций, смещений и механических напряжений. Модуль снабжен дополнительной функцией добавления виртуальных деталей (опор), к которым можно прикрепить анализируемую деталь (рис. 9).
|
|
Модуль CATIA «Менеджер объектов» (Object Manager 1 — CO1)
Обеспечивает основные пользовательские функции для всех модулей и конфигураций CATIA V5P1. С помощью единого интерфейса пользователя модуль СО1 обеспечивает общие функции и полную инфраструктуру системы, например возможности диалога и визуализации. Общие функции включают управление каталогом интегрированной базы знаний, печать и отображение информации, вывод данных в стандартных форматах, например STL, VRML, TIFF, CGM, JPEG и BMP. Модуль обеспечивает поддержку технологии OLE, ведение журналов и автоматизацию работы с помощью программируемого интерфейса, поддерживающего редактируемые макросы на языке Visual Basic. Он также предоставляет инфраструктуру для каталогизации компонентов.
|
|
Модуль CATIA интерфейса CADAM 1 (CADAM Interface 1 — CC1)
Модуль обеспечивает возможности интеграции для использования двухмерных чертежей из системы черчения CATIA-CADAM Drafting (CCD) в модулях черчения версии 5, что позволяет пользователям, уже использующим систему CCD, встраивать в свои проекты модули портфеля CATIA версии 5, продолжая в то же время работу со старыми модулями.
|
|
Модуль CATIA интерфейса IGES 1 (IGES Interface 1 — IG1)
С помощью модуля IG1 пользователи разнородных систем САПР и автоматизированного производства могут обмениваться данными в общем нейтральном формате. Эта утилита поддерживает IGES версии 5.3 и обеспечивает управление именами при преобразованиях идентификаторов IGES и CATIA. Модуль также обеспечивает надежный двусторонний обмен данными между разнородными системами с непосредственным и автоматическим доступом к файлам IGES. Он может преобразовывать трехмерные каркасные поверхности и текстурированные поверхности, кривые, оболочки и границы оболочек, конусы, «облака» точек и цвет. Обеспечивается вывод отчета в формате HTML.
|
|
Модуль CATIA интерфейса STEP AP203 1 (STEP AP203 Interface 1 — ST1)
Модуль ST1 позволяет в интерактивном режиме считывать и записывать файлы в форматах STEP AP203. Поддерживает геометрические и сборочные структуры и обрабатывает импортированные и экспортированные топологические объекты (оболочки, сплошные тела). Для упрощения доступа к данным в CATIA версии 5 предоставляется однородный интерфейс пользователя ко всем поддерживаемым форматам с использованием совместимых с Windows органов управления интерфейсом (например, пункты меню File > Open, File > Save As), а также автоматическое распознавание типов файлов STEP.
|
|
Модуль CATIA интерфейса STEP AP214 1 (STEP AP214 Interface 1 — SI1) — новый
Данный модуль позволяет пользователям в интерактивном режиме считывать и записывать файлы в форматах STEP AP214. В CATIA версии 5 поддерживается единообразный интерфейс пользователя ко всем поддерживаемым форматам с использованием совместимых с Windows органов управления интерфейсом (например, пункты меню File > Open, File > Save As), а также автоматическое распознавание типов файлов STEP. Следует обратить внимание, что Dassault Systemes участвует во многих программах тестирования стандартных интерфейсов. На рис. 10 показана модель, транслированная из системы Pro/Engineer в CATIA V5.
|
|
Модуль CATIA управления проектом (Team PDM 1 — TD1)
Модуль обеспечивает хранение, управление и совместное использование информации, относящейся к некоторому конструкторскому проекту. Он представляет собой экономичное решение для конструкторских отделов небольших и средних корпораций. Присущая модулю простота установки, обучения и использования дает возможность пользователям, совсем неопытным в вопросах управления данными проекта, использовать систему с минимальной стоимостью установки.
Подход, предложенный фирмой Dassault Systemes, дает единую идеологию построения системы, основанной на принципиально новом ядре с условным названием C-NEXT, структуре базы данных, единым интерфейсе пользователя на всех уровнях системы. При этом CATIA V5P1 обладает теми возможностями, которые только сейчас начинают появляться в традиционных системах среднего уровня. Например, удобство перехода от эскиза к пространственной модели в CATIA V5 остается непревзойденным.
Пользователю легко переходить с платформы P1 на P2. Показателен пример итальянской фирмы SAER (производителя гидравлического оборудования), где такой переход был осуществлен за один день.
Кроме того, для получения сквозного решения CAD/CAM платформа P1 интегрируется с модулями ЧПУ, которые сегодня структурно входят в платформу P2. Это обеспечивает полную интеграцию конструкторской и технологической информации.
Следует обратить внимание на то, что, в дополнение к платформам UNIX и Windows NT/2000, CATIA V5P1 поддерживает и платформу Windows 95/98, с более мягкими требованиями к вычислительным средствам.
Кого может заинтересовать CATIA V5P1? Во-первых, поставщиков в авиационной и автомобильной отраслях, где позиции CATIA исторически сильны, а объективное движение в направлении виртуальных предприятий заставляет смежников работать в одной среде с производителями.
Во-вторых, отдельные подразделения, где не требуется наличие максимальной функциональности, но необходима полная интеграция данных.
В-третьих, предприятия, планирующие поэтапное наращивание технического уровня, с тем чтобы в дальнейшем использовать у себя мощь всех уровней системы CATIA V5.
В-четвертых, тех, кто хочет работать с самой современной и перспективной системой CAD/CAM от Dassault Systemes.
В статье использованы материалы фирм Dassault Systemes и IBM.
«САПР и графика» 6'2001
