5 - 2003

Высший? Средний? Оптимальный!

Сергей Курочкин

Ведущая система Unigraphics

Ведущая система Solid Edge

Ведущие системы — Unigraphics и Solid Edge

Заключение

В последнее время часто обсуждается вопрос, какая система лучше — высшего или среднего уровня. Настоящая статья тоже посвящена этой проблематике, хотя и подходит к ней несколько нетрадиционно: речь здесь пойдет о том, как и зачем системы двух уровней сосуществуют в границах одного отечественного предприятия. В качестве системы высшего уровня будет рассматриваться Unigraphics, а среднего — Solid Edge. Способность к взаимодействию у этих двух систем гораздо выше, чем любых других; к тому же обе они русифицированы и довольно широко распространены в России.

Для начала давайте определимся, что конкретно представляют собой система высшего уровня и система среднего уровня, чем они различаются и для чего предназначены. Не будем вдаваться в заумные научные определения — попробуем описать их сущность, поскольку принципиальные различия здесь имеются в нескольких областях (частично они уже рассматривались на страницах нашего журнала).

Системы высшего уровня обладают максимально возможной на данный момент мощностью команд и общих решений, и это важнейший фактор, а цена и сложность являются менее критичными условиями развития. Системы среднего уровня, наоборот, во главу угла ставят как универсальность и простоту интерфейса, так и, безусловно, стоимость. Это не означает, что, пользуясь системой среднего уровня, нельзя получить ту или иную геометрию — добротная система среднего уровня должна так или иначе позволять строить любую геометрию. Но для этого может потребоваться длинная и весьма непростая последовательность команд, в то время как в системе высшего уровня аналогичный результат достигается одной-двумя командами. Дело здесь вовсе не в геометрическом ядре, а в том, в каких целях оно используется. На рис. 1 приведен результат выполнения команды Unigraphics «Карман» и последовательность из пяти команд Solid Edge, создающая аналогичную геометрию.

Еще один важный момент: система высшего уровня имеет модульную структуру и вы можете выбрать только те модули, которые содержат соответствующие вашим задачам команды. Отображение осуществляется базовым модулем независимо от того, в каком модуле создана та или иная геометрия. Существуют самые разные модули, так же как встречаются и самые разнообразные их комбинации. В системе высшего уровня можно решить практически любую задачу, не прибегая к помощи других продуктов. Если же что-либо, разработанное другой компанией, и используется, то происходит это совершенно прозрачно для пользователя. Системы среднего уровня все возможности моделирования включают в единый пакет. Если и имеются более легкие конфигурации, то они предназначены для очень ограниченного класса задач и на практике оказываются почти бесполезными. Дополнительные партнерские приложения позволяют использовать систему или модели из нее в специфических областях, но не добавляют новых возможностей моделирования. Далеко не все из них можно назвать прозрачными для пользователя — вряд ли приложение может считаться партнерским, если передача геометрии происходит через IGES или DXF. В этом смысле система Solid Edge, напрямую читающая любые файлы Pro/Engineer, — лучший партнер.

И пожалуй, последнее, на чем необходимо остановиться, поскольку объем статьи не позволяет подробно рассмотреть все заслуживающие внимания аспекты. Современные системы среднего уровня теоретически позволяют создавать сборки неограниченного размера — так, при помощи Solid Edge были созданы сборки, состоящие из десятков тысяч компонентов. Для работы с большими сборками в Solid Edge имеется весьма мощный инструментарий. Однако возможности, предоставляемые Unigraphics, существенно шире — в первую очередь это относится к управлению ассоциативными связями в самых разных аспектах. Например, на рис. 2 приведен момент оценки возможности распространения изменения. Вы видите окружение, остающееся неизменным, и одновременно два варианта: старый и новый, пересчитанный на основе ассоциативных связей.

Вышеперечисленные моменты в действительности обусловлены тем, что системы высшего и среднего уровней ориентированы на разные сегменты рынка. Системы высшего уровня нацелены на крупные корпорации со сложной продукцией и соответственно с большими инженерными службами. Системы среднего уровня — на их субподрядчиков, выпускающих относительно несложную продукцию и располагающих небольшим штатом инженеров, которые работают на конкретный проект. Системы среднего уровня (причем все без исключения) предназначены для того, чтобы заменить двумерные чертежные системы и кульманы, там, где они еще сохранились, то есть на предприятиях, где применение систем высшего уровня оказывалось невыгодным, поскольку высокая эффективность не требовалась, а стоимость была критична. Задача заменить системы высшего уровня перед средним уровнем не ставится. Это и понятно: мест, где будет востребован средний уровень, на Западе (да и на Востоке) предостаточно. Безусловно, если в течение одного-двух лет инвестировать в разработку системы среднего уровня X хотя бы половину средств, вложенных за десятилетия в разработку, например, Unigraphics и поставить соответствующие задачи, то через несколько лет, возможно, появится новая система высшего уровня со старым названием «X». Но вложенные деньги должны вернуться в обозримое время, так что стоимость системы X будет сильно отличаться от сегодняшней. «Деньги — товар — деньги’», — как говаривали классики.

Как следует из вышесказанного, свое место на рынке есть у систем и высшего, и среднего уровня. Каждый уровень имеет свои преимущества и обусловленные ими недостатки (а можно и наоборот — недостатки и обусловленные ими преимущества). Это совершенно объективный факт развития информационных технологий, который абсолютно не зависит от желания некоторых компаний объявить свой продукт стандартом на все случаи жизни.

Организация отечественных машиностроительных предприятий вследствие известных исторических причин заметно отличается от западных конкурентов (или партнеров — кому как больше нравится). Наши предприятия характеризуются существенно более полным производственным циклом — от сверла до самолета на одном предприятии. Другими словами, практически у каждого отечественного предприятия имеются задачи, претендующие как на средний, так и на высший уровень. Поэтому оптимальным выбором здесь будет двухуровневый комплекс.

Если существуют две системы, то возможны три варианта взаимосвязи «ведущий — ведомый». Не следует думать, что «ведомый» — это вспомогательный и малозначимый: термины зачастую обманчивы, а устоявшееся определение «вспомогательное производство» означает изготовление всевозможной оснастки, приспособлений и инструмента для «основного производства». Но если бы этого «вспомогательного» не было, то «основное» до сих пор манипулировало бы случайно найденными камнями и дубинами. Ведущей системой является та, где информация первоначально создается; ведомой — та, что эту информацию использует либо дополняет. Рассмотрим возможные варианты:

1. Ведущей является система высшего уровня.

2. Ведущей является система среднего уровня.

3. Ведущими являются обе системы.

Теоретически существует и четвертый вариант: ведущей системы нет вообще. По сути, это означает, что потоки работ и соответствующей информации носят случайный характер и какая бы то ни было закономерность отсутствует. Такое, к сожалению, случается, но это означает, что организационная составляющая автоматизации проектирования в этом случае не на высоте, поэтому данный вариант нами рассматриваться не будет. Каждый из трех оставшихся вариантов имеет право на существование, для любого из них имеются необходимые технические средства. Какой из них предпочесть — зависит от специфики предприятия и от решаемых задач.

В начало В начало

Ведущая система Unigraphics

Этот вариант подходит для предприятий с концептуально сложной продукцией, для изготовления которой используется большое количество относительно несложной оснастки. Чем здесь может помочь Solid Edge? Классический ответ — оформлением чертежей. Модель детали Unigraphics следует вставить в пустой файл детали Solid Edge как копию детали с сохранением ассоциативных связей и созданием исходного тела (это всего лишь одна команда). Если есть необходимость, модель можно доработать: в простейшем случае — сделать скругления, фаски, резьбу. Хотя доработки могут быть и значительно более серьезными. На основании этой модели стандартными средствами Solid Edge создается чертеж. Самое важное — при изменении модели в Unigraphics соответствующим образом изменяются и модель, и чертеж.

Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Управление ассоциативными связями Solid Edge устроено таким образом, что вы получаете полный контроль над своей моделью. Открывая модель после изменения исходного варианта, вы сможете решить, нужно ли допустить распространение изменений на вашу модель. Если вы приняли эти изменения, то Solid Edge автоматически перестроит модель, а если получившийся вариант, на ваш взгляд, не годится — выходите без сохранения. Модель не разрушится, несмотря на то что ассоциативные связи не будут отработаны. Это можно будет сделать позже, после того как исходная модель приобретет устраивающий вас вид. Возможность принять или отклонить изменения родительского файла совершенно одинаково работает в случае как собственных файлов Solid Edge, так и файлов Unigraphics. Возможность управляемого распространения изменений представлена далеко не во всех системах среднего уровня, но без нее коллективная работа серьезно осложняется. Фактически возможны ситуации, когда ваша модель может быть изменена без вашего ведома, а вам придется отвечать за ошибки, которых вы не делали.

Создание сборочного чертежа немного сложнее. При открытии файла сборки Unigraphics Solid Edge автоматически создает все файлы деталей, а также файл сборки. Детали правильно ориентируются в пространстве, и для каждой детали автоматически создаются файл детали Solid Edge и ассоциативная ссылка на деталь Unigraphics. Для полученной сборки Solid Edge стандартными средствами создается чертеж. Изменения деталей Unigraphics обрабатываются при помощи механизма ассоциативных связей. Если же изменяется собственно сборка (добавляются/удаляются детали или изменяется их ориентация в пространстве), то файл сборки Unigraphics требуется открыть еще раз, отказавшись при этом от повторного создания файлов деталей и сохранив его под прежним именем на прежнем месте. Таким образом, будет обновлена только структура сборки, но детали, пусть и с доработками, затронуты не будут (они обновляются непосредственно через ассоциативные связи). Этот механизм работы с файлами сборок Unigraphics позволяет осуществлять гибкое распределение работ между системами. Например, если вы создадите сборку Solid Edge, в которую подсборкой будет входить сборка, полученная вышеописанным способом из Unigraphics, то ее можно будет дополнить крепежом или другими деталями из Solid Edge.

Может сложиться такая ситуация: деталь из Unigraphics была взята раньше, чем содержащая ее сборка, и чертеж на деталь уже создан. В этом случае надо воспользоваться диспетчером версий (Revision Manager) и переопределить соответствующую связь. Еще одна распространенная ситуация: файл Unigraphics содержит вспомогательные тела (например, поверхности, использовавшиеся для построения собственно детали), которые в Solid Edge не нужны. В таком случае проще всего этот файл открыть как сборку — для каждого тела будет создан свой файл и вы сможете выбрать только нужные. Существуют и другие способы выхода из этой ситуации.

Еще одна область использования Solid Edge — это проектирование оснастки. На одну деталь, как правило, приходится не менее пяти единиц оснастки. Обычно оснастка не отличается высокой концептуальной сложностью (об исключениях мы поговорим в следующем разделе), но она многочисленна и так или иначе привязана к геометрии детали. Если проектировать оснастку, опираясь на мастер-модель детали или агрегата, то вполне возможно начинать подготовку производства, не дожидаясь полной готовности проекта. Огромный выигрыш обеспечит и легкость модификации моделей оснастки при повторном использовании. Основные технические приемы мы уже описали выше, но здесь следует отметить и возможность ассоциативно включить в файл детали Solid Edge одну или даже несколько моделей Unigraphics в качестве вспомогательных тел. Это особенно удобно, если вам нужны лишь некоторые конструктивные элементы для создания «ответной части». Такая ситуация характерна для фасонного режущего инструмента и кондукторов, мерительного инструмента, всевозможных крепежных приспособлений и т.п. Если же проектируемая оснастка представляет собой достаточно сложную сборку, то ее детали, безусловно, удобнее проектировать в контексте сборки. В этом случае необходимые «целевые» детали или сборки из Unigraphics включаются в состав проектируемой сборки Solid Edge. Вам будет доступен весь арсенал средств проектирования больших сборок Solid Edge. Пока не забыли, поставьте отметку «не включать в спецификацию» для этих «целевых» деталей, а отображать их или нет на сборочном чертеже и как именно отображать, вы сможете решить потом.

В начало В начало

Ведущая система Solid Edge

Существуют предприятия, продукция которых не относится к концептуально сложной, но для ее изготовления требуется весьма сложная оснастка. Приведем несколько примеров. При очень крупносерийном производстве используются поточные линии, которые могут быть на несколько порядков сложнее самого конечного изделия. Для литых пластмассовых деталей сложность пресс-формы может существенно превышать сложность самой детали. Для изготовления части деталей или оснастки могут использоваться станки с ЧПУ.

Во всех этих случаях возникает необходимость использовать модели, созданные средствами Solid Edge в Unigraphics. Unigraphics напрямую открывает файлы Solid Edge — как детали, так и сборки. Работа со сборками Solid Edge в Unigraphics очень похожа на вышеописанную обратную технологию — для распространения изменения сборки ее просто следует повторно открыть. Если при этом в соответствующую сборку Unigraphics были добавлены детали, отсутствующие в Solid Edge, то они не удаляются из сборки, а скрываются. Так легче оценить приемлемость нового варианта, и если он неприемлем, то надо просто выйти без сохранения. Следует отметить, что Unigraphics, открывая файлы Solid Edge, конвертирует их в своих временных структурах оперативной памяти; запись соответствующих файлов осуществляется стандартными командами сохранения. Обновление деталей происходит на основе ассоциативных связей — достаточно просто дать команду обновления связей.

В начало В начало

Ведущие системы — Unigraphics и Solid Edge

Это, видимо, наиболее типичная ситуация в случае крупных изделий. Как правило, крупное изделие состоит не только из оригинальных деталей, но и из большого количества разнообразных покупных и стандартных изделий. Речь идет не только о болтах и гайках, но и, например, о кондиционере, электродвигателе или трансформаторе. Такие комплектующие безусловно важны для компоновки изделия, но в то же время они не подлежат оптимизации силами предприятия и можно только использовать ту или иную модель. Хорошо, если модели этих деталей и агрегатов можно получить у производителя, но при нынешнем уровне автоматизации отечественной промышленности подобный вариант почти нереален. Придется эти модели создавать, для чего весьма эффективен Solid Edge.

Еще одна специфика крупных изделий — наличие относительно независимых частей, которые, конечно, комплексируются и взаимодействуют, но при этом оптимизируются почти самостоятельно. Как правило, среди таких частей есть как очень сложные, так и относительно простые. Например, электронные блоки, имеющиеся во многих современных изделиях, проектируются и оптимизируются исходя из собственных законов, но одновременно учитывается и окружение (обычно на уровне габаритов и присоединительных размеров). Для проектирования подобных изделий очень хорошо подходит Solid Edge, особенно с учетом наличия вполне доступных интерфейсов с системами автоматизированного проектирования электронных устройств (EDA).

Используемые технические приемы мы описали выше, а здесь хотелось бы обратить внимание на следующее. Технически возможно создание ассоциативных цепочек любой длины, например: файл Unigraphics — ассоциативно связанный файл Solid Edge с доработками — новый файл Unigraphics, ассоциативный с файлом Solid Edge, и новые доработки в дополнение к сделанным в Solid Edge, и т.д. Все будет работать и обновляться, если только вы сумеете вспомнить, в каком из файлов производилась та или иная операция и где искать необходимые параметры. Поэтому настоятельно рекомендуем вам в этом случае строить цепочки ограниченной длины и с четким распределением задач каждого шага.

В начало В начало

Заключение

Достаточно подробное описание механизмов и способов взаимодействия Unigraphics и SolidEdge в данной статье преследует цель показать, что в техническом плане взаимодействие этих двух систем — совсем несложное. А значит, есть возможность полностью реализовать преимущества обеих систем в рамках единого цикла создания изделия, используя оптимальный, в самом широком смысле слова, комплекс средств автоматизации. Конечно, для этого потребуется приложить определенные организационные усилия, распределяя и закрепляя сферы ответственности, — по сути, это плата и за эффективность, и за широту охвата. В случае одноуровневого комплекса такая задача не стоит, хотя внедрять новые технологии всегда непросто.

Безусловно, двух одинаковых предприятий не существует: у каждого свои специфические продукция и технологии, а главное — традиции. Прежде чем окончательно остановить свой выбор на некоторой системе X среднего уровня, проверьте, действительно ли вам хватит эффективности этой системы. Утверждать, что «система X — мировой 3D-стандарт» может любой разработчик, и каждый по-своему будет прав. Просто вспомните, сколько раз вы убеждались в том, что чем агрессивнее маркетинг и настойчивее реклама, тем слабее продукт и тем хуже идут дела у компании. В то же время подумайте, удастся ли вам в обозримом будущем при доступных инвестициях обеспечить необходимый фронт работ исключительно средствами системы Y — действительно мощной и широко распространенной в мире, но отнюдь не дешевой и с неизменно иноязычным интерфейсом. Очень может быть, что связка Unigraphics « Solid Edge приблизит вас к той самой истине, которая, как известно, всегда посередине.

В начало В начало

«САПР и графика» 5'2003