Обзор Siemens Solid Edge ST9

Эл Дин

Solid Edge ® — система автоматизированного проектирования общего назначения от Siemens PLM Software — завоевала репутацию мощного и надежного инструмента. Эл Дин (Al Dean) представляет обзор новой версии, демонстрирующей, как можно успешно реализовывать инновации в продукте, которому недавно исполнилось 20 лет.

Если вы не слышали про Solid Edge ®, то следует напомнить, что она относится к новому поколению систем трехмерного автоматизированного проектирования. Первая ее версия вышла в середине 1990­х годов.

Система построена на геометрическом ядре Parasolid, являющемся собственной разработкой компании Siemens. Пока конкурентные решения делают ставку на новые тенденции, Solid Edge сохраняет верность своей неизменной концепции: предоставлять первоклассные инструменты проектирования, испытаний и изготовления изделий.

За последние годы система была значительно усовершенствована. Появилась синхронная технология, объединившая традиционный подход к моделированию с деревом построения и возможности прямого редактирования геометрии, а также интеллектуальные фильтры и средства распознавания геометрических взаимосвязей.

ST 9 — это уже девятая версия с синхронной технологией, вышедшая после 2008 года.

Solid Edge и облачные технологии

Один из самых интересных аспектов ST 9 относится не к инструментам моделирования, а к среде, в которой они работают. Компания Siemens решила обеспечить работу Solid Edge в облаке. Речь не идет о запуске всей системы из браузера или о новой модели стандартной установки программы на компьютер. Идея заключается в предоставлении доступа к эффективным рабочим инструментам в любом месте и в любое время.

Давайте более подробно рассмотрим, что предлагает версия ST9 в этом плане, уделив особое внимание двум моментам.

Во­первых, лицензию на Solid Edge стало гораздо удобнее переносить с устройства на устройство. Компания Siemens всегда предлагала и фиксированные, и плавающие лицензии, причем плавающие, как правило, распространялись на одну локальную сеть или одну организацию.

Теперь же появился механизм входа конкретного пользователя в систему с получением соответствующей лицензии. Если у вас есть два компьютера (например, настольный и ноутбук), то можно установить Solid Edge на оба устройства. При входе в систему Solid Edge автоматически загружает лицензию на соответствующий компьютер.

После завершения работы с Solid Edge лицензия возвращается на сервер, и ее можно использовать на другом рабочем месте. Интересно и то, что та же самая схема работы и инфраструктура применяются для синхронизации настроек (пункты меню, конфигурация интерфейса, пользовательские предпочтения и пр.), которые передаются на текущее рабочее место.

Второй момент — применение облачного хранения данных. Многие облачные системы (например, Fusion 360 и Onshape) предусматривают хранение всех данных в облаке. Разработчики Solid Edge предоставляют пользователю больше свободы, обеспечивая эффективную совместную работу с данными в централизованном хранилище с применением таких известных сервисов, как Dropbox, Box, OneDrive или Google Drive.

На первый взгляд, в этом нет ничего нового: в конце концов, вы и раньше могли самостоятельно настроить общий доступ к файлам на таких сервисах или в локальной сети.

Принципиальная разница заключается в том, что Siemens встроил в Solid Edge ряд средств управления данными, более характерных для PDM­системы. В частности, обеспечивается блокировка данных при редактировании и контроль версий деталей, о чем мы поговорим далее.

Управление данными

За последние годы в Solid Edge появилось много новых функций управления данными. Решение начального уровня представляло собой ориентированную на работу с CAD­файлами надстройку над Microsoft SharePoint, обеспечивающую управление версиями и ряд базовых функций управления изменениями. Затем — тесная интеграция Solid Edge со всемогущей корпоративной PLM­системой Teamcenter от Siemens.

В версии ST9 эта интеграция получила дальнейшее развитие. Теперь гораздо большее число типовых сценариев работы с PLM­средой выполняется непосредственно из Solid Edge без необходимости переключаться в Teamcenter. Если вы знакомы с Teamcenter, то сможете оценить новый уровень интеграции по тому факту, что решение Active Workspace теперь встроено в Solid Edge. В этой версии появился и новый инструмент управления данными начального уровня. Это гораздо более серьезное средство, чем простое хранение файлов в структуре папок, но и не столь сложное, как SharePoint.

Введены функции быстрого поиска, управления версиями и процессами выпуска документации. В качестве дополнительной возможности предлагается облачное хранилище файлов с прямым доступом из Solid Edge (с применением как локального облака на сетевых дисках, так и удаленного).

Предусмотрен функционал блокировки данных, редактируемых тем или иным пользователем, а также управление версиями и автоматическое присвоение обозначений деталям.

Система применяет средство индексирования Windows не только для поиска данных, но и для быстрого открытия файлов и предоставления результатов поиска с учетом специфики CAD­файлов и связей между ними. Настраивать подключение к базе данных не потребуется: все уже встроено в систему.

Появились нововведения в плане повышения гибкости работы со сложными сборками, а также решения проблем, часто возникающих при совместной работе с большими объемами данных. В частности, отдельным экземплярам одной и той же (с точки зрения геометрии) детали можно присвоить уникальные атрибуты.

Представьте, что в сборке имеется 25 болтов М8х25 мм. Как правило, все эти болты имеют одно и то же обозначение и заносятся в спецификацию как одна деталь. Однако в ряде случаев такие болты требуется как­то различать, назначая части из них уникальные идентификаторы (например, потому что они окрашены в другой цвет, выполнены из другого материала или подвергаются иной термообработке).

Теперь можно использовать один и тот же файл с геометрией детали, но при необходимости назначать уникальные обозначения каждому экземпляру. Это сокращает число файлов при сохранении правильной структуры конструкторской спецификации.

Улучшения в инструментах моделирования

Начнем с интерфейса, который за последние несколько версий претерпел ряд изменений. Текущий вариант очень похож на современный интерфейс продуктов Microsoft Office, в основе которого лежит лента.

Хотя Siemens не внес существенных изменений, была проведена работа по повышению эффективности функционирования на получающих все большее распространение дисплеях с разрешением 4К. Кроме того, документы теперь размещаются на закладках, а не в отдельных окнах, и введен набор средств для быстрого закрытия ненужных окон.

Стоит упомянуть и общие улучшения пользовательского интерфейса, которые особенно понравятся сегодняшним пользователям системы.

Эти улучшения позволяют отображать только необходимые данные, удаляя излишние подробности. Пример такой функции — новая команда Фантомные элементы (Toggle Display). Она делает отображаемые детали прозрачными, а команда Изолировать (Isolate) скрывает все объекты, за исключением выделенных деталей.

В целом нововведения в интерфейсе соответствуют современным рекомендациям Microsoft, а новые средства лицензирования и управления данными заинтересуют практически каждого пользователя.

Теперь поговорим об инструментах моделирования, а не управления данными.

Если вы следите за развитием системы Solid Edge, то знаете, что система работает в двух режимах. Первый из них — это традиционный способ моделирования с деревом построения. Создаваемые отдельные конструктивные элементы помещаются в линейный список, по которому строится модель.

Второй режим — синхронная технология. Ее также называют «прямым моделированием», хотя такое название не вполне отражает суть дела.

Синхронная методика моделирования объединяет концепцию прямого моделирования (непосредственное смещение и поворот поверхностей) с динамическим выявлением взаимосвязей между геометрическими объектами (касание, параллельность и пр.), что делает весь процесс более эффективным и интеллектуальным (компания Siemens называет такие взаимосвязи «замыслом конструктора»).

Различие между этими двумя режимами в том, что в режиме синхронной технологии редактирование выполняется за одну команду. Сделал — и готово! Отдельных конструктивных элементов при таком подходе нет вообще (кроме единичных случаев, например массивов). Если нужно внести еще одно изменение, достаточно повторить то же самое действие, а не редактировать отдельный конструктивный элемент.

Хотя оба способа моделирования не являются строго отделенными друг от друга, ситуацию усложняет то, что приемы работы в режимах с деревом построения и в синхронном режиме часто различаются. Выбор метода зависит от того, какой результат вы хотите получить и потребуется ли редактировать модель впоследствии. Для выполнения ряда построений приходится совместно применять оба способа.

Поэтому была проведена работа по созданию «более гибридных» рабочих процессов, объединяющих преимущества обоих подходов. В частности, компания Siemens решила проблему разделения двух деталей в дереве построения, когда не удавалось просмотреть последствия редактирования инструментами синхронной технологии по отношению к последующим конструктивным элементам в дереве. В новой версии введен предварительный просмотр окончательного результата редактирования в обоих случаях, а не только в той категории, с которой пользователь работает в настоящий момент.

На рис. 1 показано редактирование детали в синхронном режиме. Там же представлен предварительный просмотр образующегося перехода между двумя деталями.

Рис. 1. В версии ST 9 предусмотрен предварительный просмотр конструктивных элементов, создаваемых текущей командой редактирования — как средствами синхронной технологии, так и в режиме с деревом построения

Рис. 2. В версии ST 9 реализована более гибкая работа с многотельными деталями. Удобные инструменты синхронной технологии теперь изменяют сразу несколько тел за одну операцию

Реализованы и улучшения в командах моделирования деталей, состоящих из нескольких тел. Идея сохранения многих отдельных тел в одном файле модели существует довольно давно. Благодаря появлению прямого моделирования и облачных технологий моделирование деталей из многих тел переживает второе рождение. Большинство разработчиков реализовали его в последних версиях своих продуктов.

Solid Edge уже давно поддерживал моделирование многих тел в традиционном режиме с деревом построения. При этом, естественно, применялся традиционный порядок действий. При работе над каждым телом его приходилось включать или отключать, а построение конструктивных элементов, включающих более чем одно тело, было весьма сложной задачей. Высокая сложность сохранялась и при работе с несколькими телами в синхронном режиме, что противоречило общей свободе моделирования, характерной для этого режима.

В версии ST 9 данная проблема устранена. В синхронном режиме теперь можно создавать детали, состоящие из нескольких тел, и выполнять операции сразу над несколькими такими телами, не выбирая, какое именно тело будет изменено.

Рис. 3. Новый Диспетчер связей в сборке отображает все наложенные на деталь связи и отмечает выявленные проблемы, причем с возможностью перехода к соответствующему конструктивному элементу для его исправления

Стоит отметить, что инструменты для работы с несколькими телами в режиме с деревом построения уже довольно давно остаются без изменений — они по­прежнему требуют включения и отключения каждого отдельного тела.

Приложение Catchbook от Siemens

Помимо новых версий Solid Edge и NX компания Siemens PLM вышла на рынок приложений для индивидуальных пользователей.

Приложения для работы с Teamcenter при помощи мобильных устройств существовали и ранее, однако Catchbook — это нечто принципиально новое.

Преобразование эскиза в векторное изображение на мобильном устройстве? Без проблем! И совсем недорого

Catchbook — приложение для создания эскизов, работающее в операционных системах iOS, Windows и Android. Подобная идея уже многократно реализовывалась, но в Catchbook применен принципиально иной подход. Приложение умеет запоминать эскизы, создаваемые поверх фото, но главное отличие — это инструмент создания чертежей. Он быстро превращает выполненные вами на экране построения (неизбежно низкого качества) в четкую и ясную векторную геометрию. При этом делается автоматическая привязка точек и распознавание геометрических взаимосвязей (соосность, параллельность).

Кроме того, предусмотрена и простановка размеров. Вы можете быстро набросать эскиз, превратить его в четкую векторную картинку, а затем задать правильные размеры (первый проставляемый размер задает масштаб всего изображения).

Само приложение бесплатно, но если вы хотите применять инструменты точного построения векторных изображений, а также экспортировать результаты в форматах SVG, PDF и DXF, то придется оплатить ежегодную подписку. Текущая стоимость подписки на обе функции составляет 5,99 долл. в год — более чем доступная цена. При этом данные можно переносить в Solid Edge или в любую другую 3D CAD­систему.

Предусмотрен 30­дневный пробный период бесплатного использования (включая все дополнительные функции). Достаточно найти Catchbook в магазине приложений для вашего устройства.

Новая версия включает улучшения и других аспектов синхронной технологии. В частности, теперь можно быстро строить массивы или зеркальные копии нескольких тел в одном файле детали, причем такие элементы становятся постоянными. Это означает, что, в отличие от операций в синхронном режиме, параметры конструктивного элемента сохраняются в дереве построения и доступны для редактирования.

Появилась и новая функция построения деталей на основе существующих поверхностей (как правило, используется отстоящий от поверхности конструктивный элемент). Ранее приходилось предварительно создавать несколько вспомогательных элементов. Теперь же достаточно указать базовую поверхность, а затем непосредственно создать элемент. Это экономит время и повышает эффективность наложения связей между деталями.

Рис. 4. Любые изменения в модели приводят к перестроению чертежей. Появилась возможность изменения ориентации чертежных видов для их оптимального размещения

Последний новый аспект синхронной технологии, который мы рассмотрим, относится к созданию конструктивных элементов на основе базовой геометрии разных деталей в сборке. Во­первых, можно создавать контур фланца листовой детали на основе граней сразу нескольких деталей (ранее данная функция могла работать только с одной деталью). Во­вторых, обновленная команда Заменить грань умеет работать с гранями, относящимися к разным деталям в сборке. Ранее приходилось редактировать грани каждой детали по отдельности. Теперь же пользователь выбирает несколько деталей, указывает базовую грань — и все готово!

Нововведения в режиме с деревом построения

Хотя большинство улучшений в версии ST9 относится к синхронной технологии, есть и ряд нововведений в режиме с деревом построения.

Пожалуй, наиболее полезной является обновленная команда Объект по направляющим. На первый взгляд, она аналогична стандартной операции построения объекта по сечениям, когда 2D­профиль протягивается по заданной траектории. На самом же деле эти две команды существенно различаются.

Основная разница состоит в том, что новая команда протягивает по направляющей не 2D­профиль, а 3D­элемент. Представьте, как резец перемещается по траектории — создаваемая при этом геометрия будет несколько отличаться от варианта с протягиванием 2D­профиля. Разница незначительна, но тщательное изучение данной команды, несомненно, принесет пользу, особенно при моделировании таких конструктивных элементов, как кулачки и пазы сложной формы на цилиндрических поверхностях валов.

Стоит отметить, что появляется команда 3D­точка в среде 3D­эскиза. Это очень удобная команда при совместном использовании с командами протягивания или построения элемента по сечениям, особенно когда простановка точки в пространстве при помощи традиционных вспомогательных плоскостей и эскизов затруднена.

Улучшения в базовых функциях моделирования

Еще одна функция, основанная на давно существующей (с самого момента появления CAD­решений) технологии, — более широкое применение систем координат (СК).

В новой версии Solid Edge можно создать множество СК, запоминающих положение своих осей X, Y, Z в пространстве.

Затем в этих системах координат создаются конструктивные элементы (относительно точки 0,0,0 конкретной СК), либо СК применяются, например, для управления созданием массивов.

Если вы знакомы с версией ST 8, то знаете, что в ней появилась команда Дубликат. Она копирует деталь в пределах сборки, если это возможно (совпадает геометрия мест сопряжения и пр.). В новой версии возможности данной команды расширены. Теперь она работает не только с деталями, но и с гранями, конструктивными элементами и просто наборами геометрических объектов.

Расширены возможности управления способом дублирования деталей. В частности, можно задавать угол поворота каждого отдельного экземпляра. Угол задается при помощи системы координат, блоков эскизов или более традиционно — при помощи массива.

Работа со сложными сборками

Solid Edge успешно применяется при проектировании средств промышленной автоматизации, отличающихся высокой сложностью сборок и наличием большого числа взаимосвязей. Поэтому многие по достоинству оценят нововведения, относящиеся к работе со связями в сборках.

Новый Диспетчер связей в сборке показывает список всех cвязей в одном окне. Предусмотрено наложение фильтров для быстрого поиска связей (по наименованию, по типу).

Если с моделью все в порядке, то список связей не столь необходим. Но когда после очередного редактирования связи оказались нарушенными, в окне Менеджера легко выяснить, в чем заключается проблема. Щелкнув мышью по ошибке, вы не только увидите базовую геометрию связи: и дерево сборки раскроется на той ветке, которую следует исправить.

Заключение

Новые возможности Solid Edge для работы в облаке окажутся востребованными среди пользователей, проводящих много времени на объектах заказчиков или поставщиков. Доступ к лицензии крайне важен, особенно при незапланированной удаленной работе. В этом плане нововведения экономят массу усилий. Несмотря на то что вы не сможете мгновенно запустить Solid Edge на любом компьютере (дистрибутив программы, который необходимо загрузить, по­прежнему занимает немало места), новая схема лицензирования — это значительное улучшение работы.

Еще одна хорошая новость — тесная интеграция с популярными облачными сервисами. Вы сами выбираете, что применять: OneDrive или Box, Dropbox или Google Drive. Функция сохранения файлов на выбранном сервисе без дальнейшего управления ими со стороны Solid Edge (как это делают многие другие приложения) в плане синхронизации, блокировок и контроля доступа окажется полезной для многих пользователей, даже если и не будет востребована ежедневно.

Интересно и то, как компания Siemens продолжила развитие одного из аспектов, рассмотренных нами в обзоре версии ST8. Разработчики пересматривают давно существующие процессы и методики (как в Solid Edge, так и в других системах) и либо повышают их полезность, либо пересоздают заново.

Пример такого подхода — использование систем координат. Опытные пользователи помнят, что ранее системы координат интенсивно применялись во множестве процессов, включая построение конструктивных элементов или размещение деталей в сборке. Приятно видеть, что в версии ST9 системы координат вернулись и применяются в командах построения массивов, а также в ряде других инструментов.

В целом Solid Edge ST9 в полной мере относится к классу САПР для массового использования, в разработке которых компания Siemens имеет большие достижения. Успех Solid Edge — в ее уникальной технологии, одновременно с которой в системе постоянно совершенствуются применявшиеся десятилетиями методы проектирования и их испльзование.