Работа с многосистемными САПР-средами

Ян Ларссон (Jan Larsson), директор по маркетингу NX в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке, Siemens PLM Software

Любое современное предприятие, независимо от отрасли, проектирующее или изготавливающее изделия, неизбежно сталкивается с весьма болезненной проблемой: не все поставщики, заказчики и партнеры используют одни и те же системы автоматизированного проектирования (САПР) и предоставляют CAD­файлы в едином формате. Это приводит к образованию сложной многосистемной среды САПР и создает трудности при объединении разнородных CAD­моделей без потери данных и повторного создания геометрии.

Согласно проведенному Aberdeen Group исследованию «Работа в Multi­CAD­среде: преодоление технических “узких мест”», 82% опрошенных заявили, что в процессе проектирования они применяют три и более формата САПР­файлов, а почти половина (42%) используют пять и более форматов.

Визуальные отчеты (Visual Reporting) — инструмент технологии HD3D, позволяющий показывать состояние компонентов сборки при помощи меток. Это средство очень полезно для нахождения импортированных или созданных в предыдущих версиях компонентов сборки при работе в разнородной CAD-среде

Многосистемная среда САПР возникает по ряду причин, в числе которых  распределение конструкторских задач по разным подразделениям, использующим различные САПР­системы (ввиду отсутствия координации процесса внедрения САПР либо образования подразделений в результате слияния и поглощения компаний), а также передающим часть задач процесса проектирования третьим сторонам. Ситуация усугубляется такими факторами, как глобализация цепи поставок и рост спроса на экономичные и устойчивые процессы проектирования и производства.

В то же время замена одной применяемой в организации САПР­системы на другую требует временного совместного использования обеих систем, пока новое решение полностью не заменит старое. Ведение архива документации также превращается в проблему, поскольку нормы и правила могут требовать наличия конструкторской документации в нейтральном формате, независимом от поставщика САПР­системы.

Команда Оптимизировать грань (Optimize Face) устраняет ошибки геометрии и выдает полный отчет о состоянии геометрии до и после выполнения команды, а также о внесенных изменениях. Показаны созданная в старой версии программы деталь и окно результатов

Всё чаще к упомянутым выше факторам добавляется проблема управления данными, так как каждый участник процесса имеет специфические требования, связанные с преобразованием информации, которым тоже необходимо управлять.

За более чем 16 лет работы в отрасли я видел множество процессов консолидации, приводивших к сокращению разнообразия САПР­систем и форматов, а также ряд важных новшеств в технологиях 3D­проектирования. Однако проблемы остаются. Например, конструкторы не могли создавать новые конструктивные элементы, не затрачивая дополнительные вычислительные ресурсы на перестроение модели при помощи ее дерева построения, которое, как правило, не передается из одной САПР­системы в другую.

Все эти факторы создают насущную потребность в объединении мультисистемных САПР­сред таким образом, чтобы можно было управлять всей конструкторской документацией, ссылаться на текущие проектные документы и эффективно использовать процессы и системы, применяемые на дальнейших этапах подготовки производства.

Показан сложный механизм привода закрылков самолета, причем компоненты сборки представляют собой смесь «родных», полностью параметрических моделей, импортированных деталей в формате JT и деталей, созданных в предыдущих версиях. Ссылки и ограничения работают одинаково независимо от происхождения исходной модели детали, а внесение изменений и поправок в конструкцию при помощи инструментов синхронного моделирования выполняется очень быстро. Кроме того, поддерживается осуществление последующих процедур подготовки производства, например задач имитационного моделирования

Для этого бизнесу требуется мощная система управления жизненным циклом изделия (PLM). Она представляет собой цифровую платформу, необходимую для отслеживания и управления данными различных типов, а также для выполнения внешнего и внутреннего управления документацией. Наличие на предприятии требуемых средств разработки документов необходимо для эффективного управления цифровой информацией об изделии, создаваемой в различных САПР­системах, и обеспечения наилучшей поддержки процессов доступа, управления и обработки такой информации на всех этапах жизненного цикла изделия.

Каждому участнику процесса нужно предоставить возможность перемещать, просматривать, анализировать и — в контролируемой среде — менять 3D­модели изделия, а также данные, получаемые из различных систем. Часто разные исполнители имеют доступ только к отдельной части модели, что создает дополнительные сложности при объединении разнообразных изменений, полученных из нескольких источников. Помимо управления несколькими САПР­системами, централизованный обмен данными в многосистемной САПР­среде должен обеспечивать фоновое создание дополнительных представлений мастер­модели изделия. В настоящее время многие компании осознают важность синхронизации геометрии и важнейших технологических параметров изделия между различными системами при сохранении принадлежности проекта исходной системе, в которой он создавался.

Впечатляющая возможность NX — выделение фасок и изменение их размеров (длины и угла наклона). Это один из множества мощных инструментов системы для работы с импортированной геометрией

Подобные требования влияют на форму, содержание и функции проектирования. К ним могут относиться технические характеристики конкретной детали, например размерные допуски, пределы по массе либо минимальные зазоры между деталями. Такие требования часто задаются в технической документации на изделие или в виде метаданных, что делает особенно важным недопущение их потери в ходе конвертации.

Известный пример того, как многие компании решают данную проблему, — это использование формата данных JT. Компания Siemens PLM Software внесла существенный вклад в разработку и широкое внедрение в промышленность формата данных JT — самого популярного в мире формата 3D­данных для точного, безопасного и эффективного обмена информацией об изделии между различными организациями и всеми участниками цепи поставок. Сегодня формат JT настолько широко применяется и поддерживается, что документ «Описание формата файлов JT» стал первой публикацией Международной организации по стандартизации (ISO) в области 3D­визуализации и PLM. Кроме того, уже начат процесс принятия формата данных JT в качестве стандарта ISO. Данный формат файлов может содержать любую комбинацию приближенных данных, точного граничного описания поверхностей, конструкторско­технологическую информацию и метаданные, как экспортированные из исходной САПР­системы, так и добавленные системой управления данными об изделии.

Поскольку требуемая цифровая информация об изделии часто создается в различных САПР­системах, всё более важным становится обеспечение максимально возможной поддержки процессов доступа, синхронизации и редактирования таких данных на всех этапах жизненного цикла изделия.

Несоответствие этим возрастающим требованиям может очень дорого обойтись любой организации. Помимо потерь времени, которое уходит на ручное преобразование и синхронизацию моделей, велик риск того, что ошибка, возникшая по причине человеческого фактора либо из­за незнания конструктором того или иного отраслевого стандарта, может остаться незамеченной. Такая ошибка может перейти из CAD­модели в процессы расчетов и производство, что скажется на качестве продукции, а в конечном счете — на сроках поставки изделия.

Команда Переместить грань (Move Face) позволяет выбирать грани отдельных компонентов сборки, а не всю деталь целиком

Еще одна проблема возникает, когда после преобразования геометрия превращается в «мертвый» набор поверхностей, что существенно затрудняет последующие манипуляции с ним и вынуждает инженеров каждый раз переключаться на исходную модель даже для внесения самых незначительный изменений. Часто это приводит к тому, что геометрию просто приходится создавать заново, лишаясь при этом экономии времени, которую дает работа со сторонними разработчиками.

Изящным способом обойти эту проблему является применение синхронной технологии, созданной компанией Siemens PLM Software и встроенной в ее флагманскую CAD/CAM/CAE­систему NX. Синхронная технология устраняет необходимость в использовании только одной конкретной технологии моделирования, а также снимает ограничения на работу с импортированной геометрией. Синхронная технология непосредственно применяется к экспортированной геометрии, что делает возможной работу с данными, полученными из различных CAD­систем. Вам больше не придется выбирать между параметрическим проектированием и моделированием без дерева построения. Этот фундаментальный переход дает инженеру возможность быть именно инженером, а не программистом и позволяет ему самостоятельно вносить изменения в модель, не отправляя ее обратно стороннему разработчику.

Система NX предназначена для преодоления сложностей, с которыми сталкиваются инженеры при работе в многосистемной САПР­среде, благодаря поддержке совместных процессов проектирования, а не просто просмотра проектных решений. Такая система может работать и с собственными, и с импортированными данными и поддерживает синхронную технологию моделирования, что еще больше упрощает проведение конструкторских изменений и размещение деталей в сборке.

Сложность многосистемной САПР­среды будет преодолена еще не скоро. Однако комбинация открытого и интероперабельного формата файлов JT и мощных средств создания моделей, таких как NX, предоставляет необходимую группам разработчиков функциональность для совместной работы над проектами в разнородной САПР­среде независимо от используемых форматов файлов.

Кроме того, при выборе подходящей системы управления разнородной средой САПР, например решения Teamcenter, инженеры­конструкторы получают централизованную платформу для создания данных об изделии в контролируемой среде, а также требуемую функциональность для использования всех преимуществ работы с данными, созданными в различных системах САПР. Такое решение предоставляет им прямой доступ к мощному поисковому ядру, процессам поддержки, управлению конфигурированием, документированием и проведением изменений.  

САПР и графика 7`2011