5 - 2012

NX 8 от Siemens PLM Software

Эл Дин (AL Daen)

Компания Siemens PLM Software предлагает широчайший выбор инструментов для разработки изделий. Чаще всего говорят о системе автоматизированного проектирования общего назначения Solid Edge и PLM-решении Teamcenter. Однако, с моей точки зрения, большего внимания заслуживает пакет NX. Он был создан путем объединения двух хорошо зарекомендовавших себя инструментов — Unigraphics и I-deas — и постепенно вырос в прекрасную систему проектирования и подготовки производства. Уже вышла его восьмая, весьма впечатляющая версия, основные особенности которой мы и рассмотрим в данной публикации.

Технология HD3D и визуальные отчеты

Еще в NX 7 и последовавших за ней промежуточных версиях появились инструменты для удобной работы с огромным массивом информации, содержащейся в моделях изделий, а также со связанными с изделиями метаданными. С их помощью информация легко представляется визуально в наглядном 3D­виде. Это может быть всё, что угодно, — от сведений о внесенных изменениях до таких характеристик, как применяемые материалы или масса изделия. Фактически вся информация такого рода, хранящаяся в CAD­модели или PLM­системе, отображается в контексте 3D­модели при помощи цвета и графических меток (tags). Созданный пользователем образец визуального отчета затем можно сохранить, чтобы использовать повторно или поделиться с коллегами (рис. 1).

Рис. 1. Настраиваемые диалоги визуальных отчетов позволяют пользователям углубленно изучать PLМ-информацию,

Рис. 1. Настраиваемые диалоги визуальных отчетов позволяют пользователям углубленно изучать PLМ-информацию, связанную с 3D-моделью

В версии NX 8 данные собираются из более широкого набора источников, а отчеты подготавливаются на стороне сервера. Это означает, что, помимо данных из NX и Teamcenter, теперь в визуальные отчеты может быть включена информация из систем управления ресурсами предприятия (ERP), планирования потребности в материалах (MRP) и финансовых систем. Кроме того, появилась возможность комбинировать отчеты и снабжать метки (тэги) пользовательскими ярлыками. Это, конечно, может показаться банальным, но на самом деле речь идет об очень мощном способе обеспечить четкое понимание текущего состояния проекта.

NX отслеживает ситуацию с подсистемами изделия и выявляет, какие из них выходят за рамки отведенного бюджета, причем информация выводится вместе с фотографией ответственного лица. Данные о массе и себестоимости изделия можно получать суммарно по подсистемам и узлам, выявляя среди них наиболее дорогостоящие. Возможности просто безграничны.

Ранее независимые визуальные отчеты теперь можно объединять (оптимально — два или три отчета) для создания расширенного, контекстно­зависимого представления информации. Каждому виду исходных данных назначается приоритет (низкий, средний или высокий), а комбинированные отчеты можно сохранять, распространять и повторно использовать (рис. 2).

Рис. 2. Многопрофильные отчеты позволяют сводить разные результаты в одном окне. Например, можно одновременно вывести отчеты

Рис. 2. Многопрофильные отчеты позволяют сводить разные результаты в одном окне. Например, можно одновременно вывести отчеты по массе и по материалам

Еще одно интересное новшество NX 8 заключается в возможности большей детализации имеющейся информации. Новый диалог Info позволяет пользователю углубленно изучать данные визуального отчета путем быстрого просмотра документации с требованиями к изделию либо обсуждения данных с группой разработчиков через почтовую рассылку или при помощи приложения AppShare. Все эти инструменты можно встраивать непосредственно в отчеты, которые в результате становятся предельно функциональными и помогают пользователям решать поставленные задачи без привлечения дополнительных систем или процессов.

Автоматизация решения CAE­задач при помощи Product Template Studio

В арсенале NX всегда имелись средства фиксации и повторного использования знаний, например инструмент Knowledge Fusion, однако его применение требовало значительных усилий по программированию. С появлением Product Template Studio (PTS) удобство применения подобных средств вышло на новый уровень. Теперь пользователи, не являющиеся специалистами, могут создать процесс на основе существующей детали или подсистемы, а затем в любой момент применять его.

В предыдущих версиях средства PTS могли автоматизировать только проектирование геометрии, фиксируя правила, параметры и исходные данные в рамках простого рабочего процесса. В NX 8 можно создавать процессы для решения более широкого круга задач, связанных с проектированием, не ограничиваясь чисто геометрическими манипуляциями. Сюда относится создание сборок и позиционирование их компонентов, проверка геометрии, инженерный анализ. После того как задача выполнена, ее можно перенести в Template Studio, где система извлекает параметры и введенные данные, помогает связать их с пользовательским диалогом и создает шаблон, пригодный для последующего применения.

Массивы элементов Patterning

Сегодня это может показаться несерьезным преимуществом, но в NX предусмотрены весьма мощные средства создания массивов элементов. Если в других системах поддерживаются лишь линейные и круговые массивы, то в NX работа с массивами выведена на новый уровень. Полное управление всеми параметрами позволяет получить именно тот массив, который нужен. Предусмотрены различные виды повторения конструктивных элементов, а также фиксированные варианты размещения, например в линейной или полярной системе координат, по спирали, по вершинам многоугольника и вдоль кривой. Пользователь может задавать положение каждого отдельного элемента массива, а также включать и отключать их (рис. 3­8).

Рис. 3. Обновленный инструмент для работы с массивами предоставляет конструктору большую свободу, а также необходимый контроль при создании нужной геометрии

Рис. 3. Обновленный инструмент для работы с массивами предоставляет конструктору большую свободу, а также необходимый контроль при создании нужной геометрии

Рис. 4. Данный массив ограничен многоугольником, стороны которого задают направление

Рис. 4. Данный массив ограничен многоугольником, стороны которого задают направление

Рис. 5. Созданный массив можно снова размножить, что позволяет быстро формировать очень сложные наборы конструктивных элементов

Рис. 5. Созданный массив можно снова размножить, что позволяет быстро формировать очень сложные наборы конструктивных элементов

 Рис. 6. Спиральный массив в большинстве CAD-систем невозможно создать без ручного редактирования для задания положения элементов

Рис. 6. Спиральный массив в большинстве CAD-систем невозможно создать без ручного редактирования для задания положения элементов

Рис. 7. Полноценный предварительный просмотр показывает будущее положение каждого элемента массива. В этом примере выбрано расположение элементов в шахматном порядке

Рис. 7. Полноценный предварительный просмотр показывает будущее положение каждого элемента массива. В этом примере выбрано расположение элементов в шахматном порядке

Предлагаются и весьма интересные средства задания границ при размещении элементов массива. Вариационные массивы позволяют создавать градиентное расположение элементов при считывании их координат из электронной таблицы. (Здесь автор не совсем точен — это не имеет отношения к вариационному методу, который позволяет сразу же использовать созданный массив в качестве образца для размножения. Градиентное размещение, изменение размеров образца, равно как и чтение из XLS­файла, осуществляются обычным (simple) методом. — Прим. ред.)

В целом в NX реализованы первоклассные средства создания массивов, которые способны сэкономить массу времени при работе над сложными деталями, например корпусами электронных устройств.

Рис. 8. Если в большинстве CAD-систем предусмотрены лишь линейные и круговые массивы, то в NX выбор гораздо шире

Рис. 8. Если в большинстве CAD-систем предусмотрены лишь линейные и круговые массивы, то в NX выбор гораздо шире

Синхронная технология

Читатели, которые следят за современными тенденциями в сфере технологий проектирования, несомненно, в курсе того, что представляет собой синхронная технология и к каким переменам в отрасли систем автоматизированного проектирования привело ее появление четыре года назад. Внедрение интегрированных технологий прямого моделирования и множества других нововведений изменило восприятие и способы применения инструментов проектирования (рис. 9).

В той или иной степени прямое моделирование применяется во всех наиболее популярных системах автоматизированного проектирования, однако то, что компании Siemens удалось реализовать в виде синхронной технологии для NX, резко отличается от других решений. Например, в Solid Edge предусмотрено четкое разделение двух методов работы, опирающихся на синхронную технологию и традиционное дерево построения. В отличие от этого, в NX синхронная технология встроена в существующий набор инструментов настолько глубоко, что многие пользователи даже не подозревают, что используют ее (на мой взгляд, такой подход является гораздо более интеллектуальным).

Рис. 9. Типовая автомобильная деталь, созданная методом поверхностного моделирования. С помощью синхронной технологии корректировка геометрии выполняется простым выбором ребер

Рис. 9. Типовая автомобильная деталь, созданная методом поверхностного моделирования. С помощью синхронной технологии корректировка геометрии выполняется простым выбором ребер и созданием требуемого выреза

Инструменты синхронной технологии были доведены до совершенства в ряде последних версий NX. Теперь такие инструменты глубоко встроены в систему и дают возможность выбирать самый подходящий метод моделирования. Наибольшее внимание в версии NX 8 компания Siemens уделила работе со сложными геометрическими условиями. В первую очередь вызывает интерес работа со скруглениями и поверхностями сопряжений.

Модульное проектирование деталей PART MODULES

Модульное проектирование деталей — это новое слово в NX. Многие из крупных заказчиков Siemens, особенно в автомобилестроении и авиационно­космической промышленности, постоянно сталкиваются с необходимостью работать с очень сложными и крупными узлами. Представьте себе проектирование кузова автомобиля или штамповой оснастки либо любую другую задачу, требующую привлечения целой группы специалистов, работающих над одним и тем же узлом.

В современных системах проектирования верхнего уровня (таких как NX или CATIA) имеются средства для работы группы специалистов над разными деталями в одной сборке, но не над одной и той же деталью.

Чтобы решить эту задачу, в NX 8 введена концепция модульного проектирования, объяснить которую довольно сложно. Представьте, что вы начали проектировать базовую геометрию детали, над которой работает группа конструкторов. Хороший пример — деталь каркаса фюзеляжа. Как правило, базовой геометрией будет служить наружная обшивка фюзеляжа, а также положение средней плоскости. Это и станет мастер­деталью, которая позволит разбить работу на части. Другой пример — электронные устройства, где форма определяется внутренними поверхностями, что и служит основой для дальнейшей проработки.

Такой процесс требует создания отдельных рабочих файлов, содержащих базовую геометрию, которая нужная каждому разработчику. Затем ее можно импортировать в виде модуля детали для дальнейшей работы. По завершении своего фрагмента (или в момент, когда требуется объединение данных либо оптимизация конструкции) каждый пользователь создает «выходную» геометрию, посылаемую обратно в основную деталь. Разумеется, это будет не только собственно геометрия самой детали, но и та геометрия, которая станет базовой для проектирования других деталей.

Я полагаю, что такой инструмент нуждается в контроле, поэтому очень удобно, что весь процесс управляется из Teamcenter — в плане как контроля версий данных, так и назначения заданий исполнителям.

На демонстрационных примерах редактирование геометрии всегда выполняется без проблем, но в реальном мире сложные сопряжения на углах могут легко «завалить» систему прямого моделирования. Сегодня в NX имеются инструменты для редактирования таких сопряжений. Идет ли речь о задачах стандартизации, о подгонке скруглений с целью облегчить обработку или о подготовке расчетной CAE­модели — каждый найдет подходящее решение.

Кроме того, появились аналогичные инструменты и для работы с изделиями из листового металла. Теперь можно быстро удалять ребра с распространением изменений на ряд поверхностей. И вот что следует отметить: поскольку система умеет работать с импортированными данными и сохраняет каждую операцию прямого редактирования в виде конструктивного элемента, пользователь имеет возможность обновить импортированный файл в случае, если оригинал детали подвергся изменениям, и очень быстро привести свою подредактированную конструкцию в соответствие с ним (разумеется, при условии сохранения ссылок на файл­источник).

Последняя основная составляющая обновления синхронной технологии относится к редактированию деталей путем изменения геометрии сечений, а не ребер и граней. Если в предыдущих версиях вы просто делали сечение 3D­модели и с его помощью модифицировали геометрию детали (причем это никак не отражалось в дереве построения. — Прим. ред.), то в NX 8 подобная функциональность реализована и в режиме редактирования с деревом построения. При изменении геометрии сечения в конец дерева добавляется конструктивный элемент. Сечение накладывается на 3D­модель, и с ним можно работать обычным образом. Там же выводятся размеры, изменять которые удобно и просто (в том числе можно устанавливать зависимости).

Заключение

Если вам требуется наиболее передовое решение для разработки изделий, вряд ли вы найдете что­либо лучше, чем NX. Введенные в новой версии улучшения базовых инструментов моделирования показывают, что и в сфере чисто геометрического моделирования остается резерв для инноваций. Пообщавшись со многими пользователями, легко понять, что эти нововведения принимаются и применяются (даже если пользователь не отдает себе в этом полного отчета). Кроме того, появились такие новшества, как полностью переработанный инструмент создания массивов. Да, на дворе 2012 год, а я восхищаюсь массивами... На самом деле в большинстве систем реализованы лишь минимально необходимые средства создания подобных элементов, что может вызвать серьезные проблемы у пользователей. Новые инструменты в NX 8 позволяют создавать необходимую геометрию и управлять ею, развивая замысел конструктора.

Помимо базовых инструментов основное внимание было уделено еще двум областям. Во­первых, это улучшения в двух тесно связанных областях — рабочие процессы и способы фиксации знаний. Какой смысл стараться зафиксировать знания о выполнении стандартных операций, если механизм повторного применения таких знаний неудобен и негибок? Эту проблему и решает функциональность Product Template Studio. Она позволяет организации формализовать конкретные виды опыта и знаний своих сотрудников в виде эффективных рабочих процессов, направляющих любого пользователя (или специалиста, использующего знания повторно) через процесс проектирования конкретной детали или подсистемы. Кроме того, пользователь имеет возможность выйти за пределы задаваемого мастером (wizard) рабочего процесса для внесения изменений в соответствии с конкретной конструкторской задачей. Сюда же относится новая функциональность модульного проектирования деталей, позволяющая группе разработчиков совместно трудиться над одной и той же деталью в управляемой среде с поддержкой процессов конструирования и контроля (review). И хотя ее применение, как я полагаю, будет ограниченным, но тем, кто проектирует детали высокой сложности, она обеспечит небывалый рост производительности.

Во­вторых, технология HD3D. Теперь это стало отличным решением! С точки зрения руководителя, возможность изучения сложных (и зачастую не указанных в явном виде) данных, скрытых в недрах многочисленных информационных систем предприятия (скажем, PLM, ERP, MRP и т.д.), их консолидации и удобного представления в контексте 3D­модели имеет большую ценность.

А как же рядовой инженер? Я думаю, и для него подобные инструменты будут полезными. Возможность инкорпорирования дополнительных данных в 3D­модель и увязывания их с разрабатываемым изделием как на макро­, так и на микроуровне (уровне детали или подсборки) представляет собой исключительно мощный инструмент в руках конструктора. Генерация отчета, в котором мгновенно отображаются «узкие места» как по массе, так и по себестоимости (и даже с указанием контактной информации, чтобы можно было позвонить разработчику конкретной детали), — это, безусловно, очень полезная функция.

Наблюдать за развитием и взрослением NX всегда было крайне интересно. В данной статье мы рассмотрели лишь самые важные нововведения. В арсенале NX 8 также появилось много нового в области инженерного анализа и подготовки производства.

Один из самых лучших комплиментов, которые я могу высказать в адрес Siemens PLM Software: когда я изучаю новые функции, у меня никогда не возникает вопроса, зачем это может понадобиться пользователю… Потребность в каждом новшестве очевидна. Все нововведения предназначены для решения сложных задач — как на организационном уровне в плане построения рабочих процессов, так и в ходе проектирования изделий сложной формы. Можем ли мы желать большего?    

www.develop3d.com

САПР и графика 5`2012