Unigraphics версии 16 — новые революционные технологии, новые непревзойденные возможности

Олег Чиж

В четвертом квартале 1999 года компания Unigraphics Solutions совершила один из самых значительных в своей истории шагов — выпустила Unigraphics версии 16.

Основывающаяся на новейших разработках, произведенных в течение последних 5 лет, таких как ядро твердотельного моделирования, объектно-ориентированная архитектура, гибридное моделирование, WAVE и интегрирование поверхностного и твердотельного моделирования, Unigraphics является сегодня лучшей системой машиностроительного CAD/CAM/CAE высшего уровня.

В 16-й версии представлены первые элементы Predictive Engineering (проектирования на основе базы знаний), богатое множество технологий, которое объединяет доказанные на практике технические решения для всего жизненного цикла изделия в среде разработки. Predictive Engineering, включающая в себя новые интеллектуальные технические модули и инструментальные средства, революционные технологии обработки и оптимизации формы изделия, обеспечивает функциональность, которая дает пользователю возможность «предсказать» некоторые промышленные решения, например проектирование штампов и пресс-форм.

Новая версия Unigraphics также имеет современный Windows-интерфейс пользователя, улучшенные графический навигатор сборки и графический навигатор дерева построения модели.

Другая важная особенность — «Студия дизайнера» для дизайнеров и художников. В Unigraphics версии 16 компания Unigraphics Solutions представляет значительные расширения своей системы автоматизированного проектирования и производства с помощью введения ключевых функциональных возможностей, которые позволяют внедрять технологию Predictive Engineering, и значительные улучшения в области промышленного дизайна. Unigraphics определяет технологию Predictive Engineering как «предсказание» проектных показателей с одновременным соблюдением необходимых условий концепции изделия и его дизайна. Компания начинает эту инициативу через интегрирование процесса проектирования на основе баз знаний (KBE) и программного обеспечения симуляции непосредственно в среде Unigraphics. Эти новшества повышают точность разработки, обеспечивают легкий в использовании программный продукт, увеличивают производительность и соответствуют пожеланиям большинства инженеров, дизайнеров и производственных специалистов.

В течение последних 20 лет компании ведущих отраслей промышленности совершенствовали процесс разработки изделий, чтобы гарантировать законченный сквозной процесс проектирования и производства. Сегодня, при широком применении параметрических инструментальных средств, конструкторы могут пользоваться этими инструментами для фиксации параметров конструкций и создания сложных сборок. Чтобы изделие удовлетворяло указанным выше условиям, необходимо использовать аналитические инструментальные средства, которые способны оценить качество цифрового макета изделия. Эти инструментальные средства могут существовать как интегрированное множество решений для основного анализа или как внешние решения для более глубоких специализированных исследований. Оценка функциональности обычно происходит позднее, в процессе разработки конструкции, и эта оценка часто является очень сложной для автоматизации.

Большой эффект дает использование накопленной на предприятии технической базы знаний для оценки функциональности разрабатываемого изделия, с примением в будущих конструкциях изделия всего опыта проектирования, имеющегося на предприятии. Predictive Engineering добавляет в процесс проектирования изделия новые необходимые параметры и содержит среду, в которой записана техническая база знаний и которая обеспечивает возможность повторного использования этих знаний, позволяя пользователю управлять различными связями в процессе конструирования. За счет увеличения цифровой зависимости инструментальные средства для Predictive Engineering обеспечивают возможность «предсказать» конечный продукт.

В следующих версиях Unigraphics фирма Unigraphics Solutions введет дополнительные элементы Predictive Engineering, которые позволят пользователям Unigraphics фиксировать их собственную корпоративную базу знаний и применять ее для автоматизации проектирования и создания технологических процессов.

В настоящее время Unigraphics обладает оптимальным набором инструментов для развития Predictive Engineering, которые позволяют фиксировать и многократно использовать геометрические связи и конструктивные зависимости изделий. Например, Unigraphics WAVE управляет геометрическими и структурными связями. UG/WAVE содержит управляющую структуру, которая автоматически распространяет изменения на всю конструкцию изделия. Это может быть выполнено различными способами:

1. Наложение связей между геометрией отдельных деталей изделия. На основном уровне UG/WAVE позволяет создавать ссылки на геометрию другой детали и использовать эту ссылку для построения новой геометрии. Это помогает значительно сократить количество ошибок на этапе проектирования и уменьшить время и стоимость внесения изменений. UG/WAVE может также использоваться для создания связей между моделями в процессе обработки изделия. Если при этом в модели изделия произошли изменения, они автоматически отразятся на процессе изготовления и обработки.
2. Конструирование изделия «сверху вниз». UG/WAVE управляет сборкой изделия «сверху вниз». Основой для этого является управляющая геометрия (поверхности, созданные дизайнером, или эскизы компоновки сборки изделия). Эта возможность обеспечивает быстрое внесение глобальных изменений состава и формы изделия и за счет простого копирования позволяет изменить конструкцию изделия, чтобы создать хороший задел для начала проектирования подобного изделия.
3. Система разработки изделий. Для сложных изделий, над которыми работают большие группы конструкторов, UG/WAVE обеспечивает подход к конструированию изделия «сверху вниз». Управляющая структура используется для задания компоновки изделия, в которой задаются основные положения деталей, формы и другие взаимосвязи.

Управляющая геометрия разбивается на подсистемы и задается как множество связей этих подсистем. Концептуальная и детальная конструкция изделия описывается этими связями и геометрией, непосредственно созданной на базе управляющей геометрии. Ассоциативно привязывая конструкцию к этим связям, вы можете управлять параметрами изделия. При этом изменения параметров на более высоком уровне автоматически отражаются в моделях, которые строились на основе управляющей геометрии.

Эта возможность может быть расширена за счет создания концептуального изделия, которое управляется от управляющей структуры, что позволяет быстро оценить несколько альтернативных концепций изделия и увеличить связи критериев конструирования с отдельными узлами изделия и компаниям-поставщикам. Каждая группа конструкторов может работать в пределах заданных связей и быть уверенной, что создаваемые конструкции успешно интегрируются в изделие. Любые изменения критериев конструирования автоматически отражаются на управляющей структуре и, как следствие, на отдельных узлах изделия.

Используя мощность Unigraphics в моделировании изделий и новых инструментальных средствах для автоматизации процессов и анализа, заказчики могут реализовать свои проекты на основе Predictive Engineering начиная с версии 16:

• Геометрическая база знаний может быть зафиксирована и повторно использована с новыми инструментальными средствами подобно выражениям.
• Дополненная база знаний зависимостей может быть зафиксирована и повторно использована с UG/WAVE.
• Анализ, оптимизация, расширенный кинематический и динамический анализ могут выполняться полностью в среде Unigraphics.

Следующее принципиальное новшество для систем высшего уровня — это создание модулей, которые используют концепцию «мастер-процесс». Это новое поколение инструментальных средств, которые позволяют создать сложное изделие на основе базы знаний, существенно улучшая конструкцию, технологичность изделия и производительность труда конструктора. В версию 16 включены следующие мастер-процессы:

• UG/MoldWizard — для проектирования пресс-форм для литья пластмасс (подробнее см. «Проектирование пресс-форм в системе Unigraphics», «САПР и графика» №1’2000).
• UG/Die Engineering Wizards — для проектирования вытяжных, отрезных и гибочных штампов для кузовных деталей автомобилей (этому мастер-процессу, не имеющему аналогов в мире, будет посвящена отдельная статья в одном из ближайших номеров «САПР и графики»).
• UG/ShapeScan — для построения поверхностей по точкам, которые были считаны с модели на координатно-измерительной машине (другими словами, это — процесс обратного инжиниринга).
• UG/Scenario for Motion+ — для статических и динамических расчетов кинематических механизмов в среде Unigraphics.
• UG/Studio for Design — для построения эргономических поверхностей и создания эстетических форм изделия без использования дополнительного программного обеспечения. Модуль конструирования Design Studio разработан для промышленных дизайнеров и стилистов и включает инструменты редактирования поверхностей, динамические текстуры и анализ. Эти инструменты дополняют процесс конструирования и делают Studio естественным решением для концептуального проектирования.
• UG/Scenario for FEA+ — для прочностных расчетов, включая линейную статику, собственные колебания, линейную деформацию, статическую теплопередачу, смешанный термоструктурный анализ, нелинейную статику (зазоры/контакты) для расчета сборок и оптимизации формы изделия. Также поддерживаются температурно-зависимые материалы.
• UG/Weld Assistant — для моделирования сварочных швов различного типа (сплошной, прерывистый, точечный и т.д.).
• UG/ShopDoc — для автоматизации выпуска цеховой документации (технологические процессы).
• UG/CAM Assistants — широкий набор мастер-процессов для создания и управления производственными процессами. (В одном из следующих номеров журнала мы более подробно расскажем об этой революционной технологии.)

Все эти мастер-процессы были разработаны с учетом пожеланий наших заказчиков и потому полностью соответствуют самым современным требованиям проектирования и производства.

В заключение я хотел бы привести высказывания специалистов наших крупнейших заказчиков о новой, 16-й версии Unigraphics. «Изменения в наших сборках происходят с невероятной легкостью и быстротой, благодаря новой разработке и технологиям производства, которые имеются в Unigraphics версии 16». «Эти методы позволили нам освоить новые, ранее недостижимые стандарты в точности и качестве наших изделий», — говорит Джерри Еннис (Jerry Ennis), вице-президент по технологии производства Boeing Phantom Works. «Мы используем Unigraphics для моделирования и производства всех наших деталей, — говорит конструктор литьевой оснастки Джес Станфилл (Jess Stanfill), фирма Caterpillar, Inc. — Поскольку наши детали очень сложные, нам очень важно иметь хороший модуль моделирования поверхностей свободной формы. Другие программы, которыми мы пользовались ранее, имеют ограниченные возможности. Однако исходя из нашего опыта все это можно легко проектировать в Unigraphics».

«САПР и графика» 4'2000