Цифровые двойники изделий, цехов и целых предприятий все больше волнуют умы экономистов, айтишников, руководителей разных мастей и, разумеется, инженеров. Создание и эксплуатация виртуального отображения реального объекта и впрямь позволяет разгуляться фантазии, а потенциальная выгода от его внедрения выше, чем та цена, которую необходимо заплатить. Но прежде чем задумываться о цифровом двойнике чегото действительно масштабного, убедитесь, что вашим конструкторам и вашей CADсистеме по силам эффективная работа с большими сборками.
В мире САПР принято условно делить продукты на три уровня: легкий, средний и тяжелый. Если коротко обозначать различия, то легкие САПР позволяют перейти от кульмана к компьютеру и автоматизировать выпуск чертежей. Средние САПР обеспечивают выполнение трехмерного твердотельного или поверхностного моделирования. Такие системы уже, как правило, обладают большим набором инструментов для решения отдельных специализированных задач, например работы с листовым металлом, рамными конструкциями, трубопроводами и т.д. Тяжелые системы предоставляют инженерам полный набор средств проектирования, подготовки производства и глубокого анализа изделий. Кроме того, принято считать, что тяжелые САПР с легкостью обрабатывают большие сборки.
Хотя такое разделение и считается традиционным, в настоящее время границы между уровнями САПР уже не столь заметны, как, например, 10 лет назад. Так, сегодня машиностроительная коллекция от Autodesk, в основе которой лежит решение Autodesk Inventor, традиционно относящееся к среднеуровневым САПР, может также похвастаться обширным набором инструментов для современных инженеров. При этом из года в год и от версии к версии разработчики Autodesk стремятся повысить его производительность, не меняя требования к компьютеру пользователя. Однако в этой статье мы не будем касаться общих рекомендаций относительно «правил хорошего тона» разработки моделей или правильного выбора рабочей станции. Вместо этого мы рассмотрим отличительные черты и инструменты внутри Autodesk Inventor, которые позволяют инженерам с легкостью работать с большими сборками.
Что такое большие сборки
Большие сборки — это примерно то же самое, что и большие деньги. Для каждого эта величина своя. Ведь на самом деле мощности компьютера работают не с количеством деталей, а, по сути, с числом ребер в модели, тем или иным образом в ней образовавшихся. Если сборка состоит из 10 тыс. компонентов, выполненных по всем правилам моделирования, это одна нагрузка на машину. Если в сборку входят 10 тыс. компонентов с большим количеством ребер, лишних артефактов или огромным количеством полигонов — это уже совсем другая история. Обычно под большой сборкой подразумевается файл сборки, при работе с которым наблюдается недостаток вычислительных мощностей компьютера и, как следствие, потеря производительности.
При работе с большими сборками могут возникать следующие проблемы:
- увеличенное время загрузки сборки;
- ошибки нехватки памяти;
- ошибки отрисовки деталей;
- трудности с построением чертежей.
Рекомендация № 1: правильное расположение рабочего пространства
При планировании проекта не рекомендуется без лишней необходимости размещать его рабочее пространство в сетевой папке. Оно может находиться на локальном диске компьютера либо в PDMсистеме. В случае командной работы над сборочной единицей и при отсутствии PDMсистемы работу желательно регламентировать внутренними стандартами предприятия. Как вариант — копирование результатов работ по их завершении отдельным инженером в папку с общим доступом. В случае одновременной работы на сетевом диске также существует вероятность потери связей на уровне разрабатываемого изделия. При этом, чем меньше определено путей поиска рабочей группы, тем лучше и выше эффективность поиска файлов. Стандартные детали, которые, как правило, не меняются, правильнее всего размещать среди файлов библиотек компонентов. При этом библиотеки компонентов также лучше настраивать индивидуально для каждого проекта, а не оставлять общую папку по умолчанию.
Определение пути доступа к рабочему пространству
Рекомендация № 2: работа непосредственно со сборкой — предварительные действия
При открытии большого сборочного изделия прежде всего стоит убедиться в том, что все ошибки, связанные с зависимостями, устранены. Необходимо также иметь представление о том, что во всех узлах нет ошибок в эскизах или в какихто других элементах и непосредственно в самой сборке. На поиск и исправление таких ошибок может потребоваться значительное время. На следующем шаге рекомендуется отключить видимость всех ненужных элементов, например осей, плоскостей и точек. Это можно сделать, пройдя на вкладку Вид -> Видимость объекта. Cтоит также заметить, что включенная адаптивность (это видно в дереве построения) снижает скорость работы системы. Ее можно отключить по правому клику в дереве, сняв галочку Адаптивность. Компоненты, которые не предназначены для перемещения в сборке, необходимо полностью ограничивать или закреплять. Это можно решить, выставив опцию Базовый по правому клику на элементе в дереве построения.
Рекомендация № 3: основные команды
Основные команды, которые могут быть полезными при работе с большими сборками, сосредоточены на вкладке ленты Сборка -> Упрощение. Для того чтобы упростить вид, в данном меню необходимо выбрать одноименную команду. Затем требуется указать те детали, которые войдут в упрощенное представление. Далее эти детали будут отображаться в рабочем окне, а в дереве построений в папке Представления и подпапке Вид мы увидим создание нового упрощенного вида.
Замена подсборки эквивалентным по габаритным размерам параллелепипедом
Рекомендация № 4: упрощение сборки
Следующий вариант упрощения сборки — это команда Определить оболочки, которая находится в том же меню. Если в сборке присутствуют узлы с большим количеством элементов, которые не требуют полноценного отображения в рабочей области, мы можем заменить их примитивным элементом, например параллелепипедом. Для этого необходимо выбрать команду и указать узел в дереве построения. Этой командой также удобно пользоваться, если необходимо передать 3Dмодель какогото изделия и при этом избежать точного представления его отдельных узлов. Оболочки упрощенных узлов будут располагаться в дереве построения ниже папки Начало.
Рекомендация № 5: команда Создать упрощенную деталь
Эта команда позволяет сформировать деталь вместо сборочной конструкции. Проще говоря, вместо файла с расширением *.iam у нас получится файл с расширением. *.ipt. В результате преобразованную в деталь сборку можно включить в сборку высшего порядка. Такая деталь будет требовать на обработку компьютером меньше затрат и ресурсов.
Рекомендация № 6: создание подстановок
Немного более подробно стоит остановиться на инструменте создания подстановок. Для создания подстановки отдельного узла необходимо выбрать правой клавишей Уровень детализации: Главный в дереве построения и далее в контекстном меню — Новая подстановка -> Заимствование сборки. После выбора стандартного шаблона открывается диалоговое окно команды. Что же происходит при создании подстановки детали? Inventor в данном случае создает в сборке новый уровень детализации и объединяет все детали выбранного узла в единое целое.
Создание новой подстановки
Можно задать фильтр по размеру отверстий
В появившемся диалоговом окне для управления детализацией нашей будущей подстановки мы можем выбирать необходимые опции. Например, удалить элементы геометрии с учетом видимости или отдельные мелкие детали с учетом их размера, залить отверстия, которые нам не нужны. В отличие от предыдущего способа в результате мы имеем сборку, все подстановки которой автоматически собираются в списке Уровень детализации дерева построений. Переключаться между уровнями детализации мы можем там же, перещелкивая их в списке дерева построений.
При работе с подстановками важно понимать, что детали, которые не отражены в дереве построений, все равно находятся в сборке Inventor. При вызове спецификации и выборе отдельных деталей в этом окне программа условно покажет их место расположения внутри сборки в рабочем окне.
Далее, в момент загрузки нашей упрощенной подсборки в сборку высшего порядка, мы можем определить необходимое нам представление с нужным уровнем детализации. Такой выбор осуществляется при нажатии на кнопку Параметры диалогового окна вставки компонента. Таким образом, мы можем выбрать подстановку, отвечающую нашим требованиям. Данный подход позволяет существенно ускорить время обработки больших сборок, особенно на слабых машинах.
Вид: Главный; Уровень детализации: Главный
Вид: Пользовательский
Рекомендация № 7: управление количеством компонентов сборки: видовые представления, уровни детализации
Зачастую при длительной работе с большими и громоздкими сборками много времени уходит на настройку нужного вида. Чтобы каждый раз не повторять операции по настройке вида, скрытию ненужных в данный момент компонентов сборки, можно преднастроить видовые представления сборочных единиц с необходимым уровнем детализации. Это полезно, в том числе, при проектировании производственных помещений различного назначения, где требуется оперировать как полной моделью, так и отдельными участками цеха, к примеру. Задавая уровень детализации, мы можем подавить отдельные компоненты или подсборки для более оперативной работы в случае обработки больших массивов информации.
Вид: Главный; Уровень детализации: Пользовательский
Рекомендация № 8: оперативный просмотр структуры сборочных единиц с помощью Design Assistant
Когда в работе одновременно много проектов, а всех названий не упомнишь, порой приходится открывать файлы сборок перед тем, как найти нужный проект. Если вы работаете с большими сборками, а в особенности если вы подгружаете файлы из сетевого окружения, то на это может потребоваться много времени. С помощью приложения Design Assistant можно оперативно увидеть структуру сборочной единицы со всеми имеющимися подсборками и деталями с визуальным отображением, при этом модели не загружаются, поэтому открытие сборки любого размера займет всего несколько секунд.
Анализ структуры сборочных единиц в Design Assistant без открытия файлов сборки в Inventor
Рекомендация № 9: ускоренная загрузка больших сборок в Экспрессрежиме
Как правило, сборка открывается полностью (Полная загрузка)), то есть в память загружаются все данные входящих в нее компонентов. Для больших сборок в Inventor реализован режим Экспресс (Экспрессзагрузка), в котором модель открывается гораздо быстрее, при этом в память загружается только кэшированная графика компонентов.
Экспрессзагрузка обеспечивает значительное сокращение (в 35 раз) времени открытия файла для больших сборок. В режиме Экспресс расширенные графические данные (кэшированная графика) сохраняются в файле сборки IAM. Эти дополнительные данные, называемые данными режима Экспресс, позволяют Inventor открывать сборки быстрее.
Режим Экспресс поддерживает рабочие процессы каркасного моделирования
В качестве заключения
В данной статье мы рассмотрели лишь основные технические моменты, которые предлагает решение Autodesk Inventor своим пользователям, работающим с большими сборками. Более подробные рекомендации изложены в документе «Приемы работы с большими сборками в Autodesk Inventor», который доступен любому желающему на сайте: https://knowledge.autodesk.com/
