Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania trójwymiarowego

Transkrypt

1 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania trójwymiarowego Artykuł techniczny poświęcony recenzji produktu, przygotowany przez firmę Collaborative Product Development Associates na zlecenie przedsiębiorstwa Siemens PLM Software STRESZCZENIE I OPINIA Najnowsza edycja oferowanej przez firmę Siemens PLM Software aplikacji średniej klasy do projektowania Solid Edge urzeczywistnia wizję producenta dotyczącą przyszłości modelowania CAD opartego na przełomowej implementacji TECHNOLOGII SYNCHRONICZNEJ. Została ona wprowadzona po raz pierwszy w 2008 r. z obietnicą, że rozwinie projektowanie geometryczne nawet powyżej poziomu parametrycznego modelowania opartego na historii, jednocześnie współistniejąc z nim w symbiozie. Oprogramowanie Solid Edge ST3 stanowi kulminację tych dążeń. Technologia synchroniczna sprawdza w czasie rzeczywistym bieżące warunki geometryczne modelu produktu, łącząc je z ograniczeniami parametrycznymi i geometrycznymi nałożonymi przez projektanta. Umożliwia to ocenę i wykonywanie nowych konstrukcji geometrycznych i modyfikacji modelu bez konieczności pełnego odtwarzania jego historii. Oprogramowanie Solid Edge ST3 dopełnia implementację technologii synchronicznej dla wszystkich elementów konstrukcyjnych złożeń, m.in. przewodów rurowych, połączeń spawanych i szkieletów. Realizując to, firma Siemens dodała obsługę właściwości złożeń i bogatego asortymentu złożeń. W początkowych edycjach technologii synchronicznej firma Siemens była dosyć ostrożna w umożliwianiu dotychczasowym użytkownikom i nowym klientom łatwej ścieżki wdrażania tej technologii. Dotychczasowi użytkownicy mieli możliwość zachowania bardziej tradycyjnego podejścia do uporządkowanych elementów z historią, jeśli nie zamierzali rezygnować z bieżących procesów projektowych. Pakiet Solid Edge ST3 udostępnia obecnie pojedyncze środowisko projektowania. Użytkownicy dokonują wyboru modelu tradycyjną metodą, wskazując zarazem podzbiór geometrii modelu w oparciu o technologię synchroniczną. Ewentualnie mogą wykonywać całość projektowania z użyciem technologii synchronicznej i wskazywać odpowiedni podzbiór geometrii za pomocą uporządkowanych elementów bazujących na historii Collaborative Product Development Associates 1

2 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D Taka elastyczność w połączeniu z istotnym udoskonaleniem obsługi zaimportowanych modeli obcych, która umożliwia przekształcanie wymiarów z rysunków 2D na wymiary sterujące 3D podatne na edycję, wyróżnia oprogramowanie Solid Edge na tle innych systemów CAD średniej klasy. Firmie Siemens udało się wyłamać ze schematu indywidualizacji modelowania, obecnego we wszystkich najpopularniejszych aplikacjach. Użytkownicy stawiający pierwsze kroki w świecie projektowania trójwymiarowego będą szczególnie usatysfakcjonowani nowymi opcjami adaptacji istniejących już projektów. Pakiet Solid Edge wyznacza bardzo ambitne kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD. Te ulepszenia modelowania w powiązaniu z udoskonaleniami mechanizmów symulacyjnych, które obejmują pokaźny wachlarz scenariuszy odwzorowujących rzeczywiste warunki, udostępniają użytkownikom bogate środowisko opracowywania produktów. Elastyczność pracy zespołowej, zarządzania przedsięwzięciami i sporządzania raportów biznesowych osiągnięta dzięki integracji pakietu Solid Edge z tandemem Insight /Microsoft SharePoint oraz z platformą Teamcenter Express pozwala zaoferować w pełni skalowalne narzędzia, przeznaczone zarówno dla małych, jak i dla dużych firm. Po dodaniu do tego jeszcze imponującej listy tysięcy wprowadzonych udoskonaleń, które były postulowane przez użytkowników, firma Siemens może pochwalić się rozwiązaniem mającym wszelkie szanse na zapewnienie długotrwałej lojalności klientów. SOLID EDGE ST3 Bieżąca wersja stanowi zwieńczenie wielu lat intensywnej pracy nad urzeczywistnieniem oryginalnej wizji technologii synchronicznej. Pakiet Solid Edge ST3 spełnia obietnicę skrócenia czasu tworzenia modeli przez wyeliminowanie wstępnego planowania projektu. Użytkownicy nie muszą już zastanawiać się nad kolejnością uporządkowanych elementów. Technologia synchroniczna zarządza za nich zależnościami geometrycznymi. W celu usunięcia komplikacji związanych z uporządkowanymi zależnościami i ich zaburzającym wpływem można łatwo i szybko stosować do modelu produktu zlecenia zmian inżynieryjnych. Ponadto, dzięki metodom edycyjnym zapewnianym przez technologię synchroniczną, zaimportowane dane można modyfikować równie efektywnie, jak oryginalne modele, co pozwala projektantom na pełniejsze ponowne wykorzystywanie danych dostarczanych przez klientów lub dostawców Collaborative Product Development Associates

3 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD PEŁNY ZAKRES ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH Dzięki technologii synchronicznej aplikacja Solid Edge ST3 obsługuje obecnie na poziomie złożenia pełny zakres dostępnych w niej elementów konstrukcyjnych, np. wiązki kabli i przewody rurowe. W tym celu firma Siemens wprowadziła liczne udoskonalenia w całym pakiecie, umożliwiając użytkownikom łączenie modelowania synchronicznego i uporządkowanego w tym samym modelu części, zależnie od tego, który rodzaj bardziej odpowiada aktualnym potrzebom. Użytkownik może definiować i kontrolować relacje dotyczące modyfikowania położenia części albo geometrii realizowanej metodą od ogółu do szczegółu lub od szczegółu do ogółu. Użytkownik może ponadto dodawać wzajemne relacje między częściami przed projektowaniem, w trakcie jego trwania lub po jego zakończeniu, co jeszcze bardziej ogranicza konieczność planowania sposobu interakcji między częściami. Ta nowa koncepcja eliminuje również potrzebę przemodelowania zaimportowanych modeli, gdy inne części składowe determinują ich rozmiar lub kształt. RYS. 1 Przed i po edycji projektu wiązki przewodów z użyciem technologii synchronicznej Na powyższym rysunku 1 użytkownik modeluje wiązkę przewodów przechodzących przez standardowy, niemodyfikowany uchwyt podtrzymujący, a następnie przez płytę z cienkiej blachy. Uchwyt, płyta i wiązka przewodów występują w złożeniu jako osobne części składowe. Modele części składowych mogą zawierać oba typy elementów (synchroniczne i uporządkowane) oraz być stosowane bezpośrednio w złożeniu, zapewniając projektantowi pełną swobodę działania. Technologia synchroniczna może służyć do modelowania nowych podzespołów, ale też korzystać z istniejących już projektów, złożonych z uporządkowanych elementów konstrukcyjnych, i umieszczać wszystko w tym samym pliku. Taki zintegrowany schemat pozwala również na współbieżne edytowanie różnych części. Na rysunku 1, gdy otwory w płycie z blachy i uchwyt montażowy są przemieszczane za pomocą prostej metody wybierania i przeciągania, przymocowane do nich uchwyty podtrzymujące także są przenoszone, a wiązka przewodów dostosowuje się do swojego nowego biegu Collaborative Product Development Associates 3

4 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D POJEDYNCZE ŚRODOWISKO PROJEKTOWANIA Ważnym aspektem tej metodologii projektowania i jej implementacji w oprogramowaniu Solid Edge ST3 jest to, że dotychczasowe podejście do modelowania i związany z nim przepływ pracy z użyciem uporządkowanych elementów zostają zachowane i mogą być nadal stosowane. Aktualni użytkownicy pakietu Solid Edge, którzy są zadowoleni z procesu projektowania opartego na uporządkowanych elementach, nie muszą niczego zmieniać. W oprogramowaniu Solid Edge ST3 elementy synchroniczne i uporządkowane mogą współistnieć w tej samej części. Użytkownicy mają swobodę wyboru typu i miejsca stosowanego elementu w zależności od swoich potrzeb i założeń projektu. Na ich szczęście, jeśli okaże się, że geometria wymaga wprowadzenia zmiany wykraczającej poza technikę konstrukcyjną uporządkowanego modelowania, wybrane lub wszystkie uporządkowane elementy modelu można przekształcić na postać synchroniczną. I analogicznie, w przypadku w pełni synchronicznego modelu użytkownik może wskazać określone elementy, do których bardziej pasuje postać uporządkowana, i dodać je bezpośrednio do projektu synchronicznego. Najbardziej typowymi przykładami są elementy procesu produkcyjnego występujące w ramach obróbki skrawaniem i połączeń spawanych, kiedy to kolejność czynności ma znaczenie. Kolejnym przykładem elementów uporządkowanych są części uproszczone, z których usunięto drobne detale. Operacja ta jest zwykle wykonywana tuż przed wygenerowaniem siatki przy analizie elementów skończonych. RYS. 2 Przed i po edycji modelu i jego uproszczonego odpowiednika Rysunek 3 ilustruje korzyści płynące z przekształcania uporządkowanych elementów na postać synchroniczną. Przedstawiono na nim sytuację przed edycją modelu i po niej. Wskazane złożone czynności edycyjne wymagałyby sporo pracy w przypadku uporządkowanych elementów. Wewnętrzne wsporniki pionowe wyróżnione jaśniejszymi odcieniami muszą zostać obrócone, ale w większości przypadków powstają one przez wyciągnięcie z płaskiej podstawy. Przedefiniowanie płaszczyzny jest wprawdzie możliwe, ale wymaga z pewnością czyszczenia elementów Collaborative Product Development Associates

5 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD RYS. 3 Edycja modelu z użyciem elementów synchronicznych, które zostały pierwotnie zaprojektowane jako uporządkowane elementy Wnętrze Pionowe Wsporniki Jednak w oprogramowaniu Solid Edge ST3 po przekształceniu tych elementów na postać synchroniczną cała edycja sprowadza się do prostego obrotu płaszczyzny, który zachowuje symetrię, jak widać na obszarach zaznaczonych ciemniejszymi odcieniami. Pozostałe uporządkowane elementy zostają odpowiednio zaktualizowane. PRZENOSZENIE WIEDZY NABYTEJ W 2D DO ŚWIATA 3D Każdego roku coraz więcej użytkowników aplikacji do projektowania dwuwymiarowego przechodzi na projektowanie trójwymiarowe. Narzędziom do modelowania, np. Solid Edge, mającym ułatwiać tę zmianę, stawiane są poważne wymagania dotyczące nie tylko zapewnienia niezbędnych funkcji edycyjnych i łatwości obsługi, ale również konieczności ścisłej integracji z procesami projektowania stosowanymi przez użytkowników. Przeskok do środowiska trójwymiarowego nie dotyczy wszystkiego naraz, zwłaszcza gdy projekt produktu zawiera podzespoły pochodzące od wielu partnerów w łańcuchu dostaw. Często projektant ma do czynienia ze zbiorem modeli dwu- i trójwymiarowych, zapisanych zwykle w różnych własnych formatach, które musi połączyć w ujednolicony trójwymiarowy projekt produktu. Narzędzie do modelowania CAD, które najlepiej wspomaga to zadanie, spotka się z dużym uznaniem w branży. W celu efektywnego wykonywania pracy w tym środowisku projektant wyrobu musi mieć możliwość importowania do swojego projektu danych obcych modeli dwu- i trójwymiarowych. Musi mieć ponadto możliwość pracy z tymi danymi. Niestety, większość narzędzi potrafi importować obce dane tylko jako bloki geometrii o nieznanej strukturze, co właściwie uniemożliwia użytkownikowi dostęp do podzbiorów takich danych. W najgorszym przypadku użytkownik jest zmuszony do ponownego opracowania tych danych. W przypadku kilku nieco bardziej zaawansowanych narzędzi można wprawdzie manipulować zaimportowanymi danymi 3D, ale wymaga się od użytkownika ręcznego wprowadzania ich rozmiaru i wymiarów z uwzględnieniem wymiarów widocznych na rysunkach 2D Collaborative Product Development Associates 5

6 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D Oprogramowanie Solid Edge wyróżniało się zawsze pod względem obsługi importu obcych danych 2D i 3D, a obecna wersja Solid Edge ST3 umożliwia odwzorowywanie wymiarów z rysunków 2D bezpośrednio na modelu 3D pod postacią wymiarów sterujących. Przyspiesza to proces integracji i pozwala pominąć ręczne wprowadzanie danych, które bywa przyczyną błędów. Wymiary produkcyjne 2D są ważniejsze niż wymiary szkicowe, ponieważ określają parametry o znaczeniu krytycznym, np. odległość między otworami i ogólne wymiary. Ten nowy mechanizm przekształca wymiary 2D bezpośrednio na podatne na edycję wymiary 3D na zaimportowanym modelu trójwymiarowym. Dzięki temu projektanci mogą pełniej ponownie wykorzystywać zaimportowane modele 3D, kontynuując realizację dwuwymiarowych założeń konstrukcyjnych. RYS. 4 Stosowanie na modelu 3D wymiarów produkcyjnych z rysunku 2D jako podatnych na edycję wymiarów sterujących Dzięki możliwości przeniesienia na kształt modelu wymiarów produkcyjnych z zaimportowanego rysunku 2D jako wymiarów sterujących 3D, oprogramowanie Solid Edge ST3 okazuje się bezkonkurencyjne w pomaganiu użytkownikom w płynnym przejściu do środowiska trójwymiarowego przy zachowaniu efektów dotychczasowych procesów projektowania. Mówiąc jeszcze dobitniej, wynikowe wymiary 3D są obecnie podatne na edycję i można w ich przypadku w pełni korzystać z dobrodziejstw technologii synchronicznej. SYMULACJE ZA POMOCĄ OPROGRAMOWANIA SOLID EDGE W pakiecie Solid Edge ST3 nastąpiło dalsze rozwinięcie techniki symulacji, jeszcze dokładniej odtwarzającej warunki panujące w rzeczywistym świecie. Udoskonalenia obsługi momentu obrotowego i obciążeń łożysk oraz połączeń śrubowych i ograniczeń definiowanych przez użytkownika prowadzą do powstawania bardziej realistycznych scenariuszy projektowych, które pomagają w zmniejszaniu zapotrzebowania na sporządzanie i testowanie fizycznych prototypów. Ponadto ogólna sekwencja powtórzeń pary projekt-symulacja przebiega znacznie szybciej dzięki narzędziom upraszczającym, które potrafią przed wygenerowaniem siatki usunąć z projektu zbędne detale konstrukcyjne, np. małe otwory i zaokrąglenia Collaborative Product Development Associates

7 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD Możliwość dostosowywania geometrii modelu produktu z uwzględnieniem wyników symulacji ma krytyczne znaczenie w cyklu powtórzeń pary projekt symulacja. Łatwość i prędkość, z jaką użytkownik może modyfikować projekt i ponawiać symulację, przyczynia się do szybszego wypróbowywania alternatyw projektu i znajdowania jego optymalnej postaci. W oprogramowaniu Solid Edge pełny potencjał technologii synchronicznej można spożytkować na wprowadzanie inteligentnych zmian w modelu. Projektanci mogą osiągnąć lepszą jakość swoich prac dzięki szansie przetestowania większej liczby alternatyw projektu w tym samym czasie. RYS. 5 Kompleksowe narzędzia symulacyjne: od definicji po optymalizację SKALOWALNE ZARZĄDZANIE DANYMI PRODUKTU Użytkownicy muszą oceniać i dobierać swoje narzędzia do projektowania produktów, stosując kryteria uwzględniające zarówno pracę zespołową, jak i rozwój działalności. W przeciwnym razie, w miarę intensyfikacji i ewolucji funkcjonowania firmy zauważą potrzebę stałego wymieniania pakietu narzędzi projektowych pod kątem zachodzących zmian. Solidne mechanizmy zarządzania danymi oraz infrastruktura ściśle integrująca aplikacje do projektowania, symulacji i wytwarzania to tylko podstawa. Infrastruktura ta musi też umożliwiać prężną współpracę wszystkich osób mających udział w powstawaniu produktu, zarówno należących do pracowników firmy, jak i funkcjonujących w obrębie łańcucha dostaw. Powinna ponadto umożliwiać późniejsze wdrożenie zarządzania projektami i sporządzania raportów biznesowych Collaborative Product Development Associates 7

8 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D Skalowane mechanizmy Solid Edge do zarządzania danymi, funkcjonujące w portalu Insight opartym na rozwiązaniu Microsoft SharePoint lub w programie Teamcenter Express, udostępniają użytkownikom pełny zakres opcji rozwojowych/biznesowych. SharePoint to zdobywające coraz większą popularność, uznane rozwiązanie do pracy zespołowej. Portal Solid Edge Insight w pakiecie ST3 integruje się obecnie z oprogramowaniem SharePoint 2010 i łączy z danymi CAD niektóre z funkcji dostępnych na tej platformie. Na przykład program Microsoft Project Server jest zintegrowany z oprogramowaniem SharePoint Team Services, umożliwiając zarządzanie przedsięwzięciami i śledzenie zadań z użyciem danych Solid Edge. Na platformie SharePoint jest również dostępne sporządzanie raportów biznesowych, które pozwalają projektantom sprawdzać koszty i inne właściwości modeli Solid Edge. Stały rozwój na bazie oprogramowania SharePoint powoduje dalsze zacieśnianie funkcji projektowych i biznesowych. Użytkownicy, którzy wybiorą program Teamcenter Express, zyskają początkowy dostęp do narzędzia do w pełni zespołowego zarządzania danymi produktu, które mogą z łatwością rozbudowywać o pozostałe aplikacje z rodziny Teamcenter w miarę wzrostu swoich potrzeb. Nowe funkcje umożliwiają lepsze spożytkowanie danych CAD w innych częściach struktury organizacyjnej firmy. Autonomiczne narzędzie Structure Editor pomaga użytkownikom korzystającym z systemu CAD, jak i niekorzystającym z niego, w opracowywaniu początkowych konfiguracji produktów. Po ich ukończeniu można stworzyć szczegółowy projekt złożenia z użyciem podzespołów fizycznych lub wirtualnych. UDOSKONALENIA ZAPROPONOWANE PRZEZ UŻYTKOWNIKÓW Zgodnie z deklaracją, że oprogramowanie Solid Edge powstaje w odpowiedzi na oczekiwania użytkowników, wersja ST3 zawiera wiele postulowanych przez nich udoskonaleń oraz usprawnień w zakresie produktywności. Wprowadzone zmiany rozciągają się od obsługi rodziny części na potrzeby technologii synchronicznej, aż po polecenie wytrawiania, które umożliwia nanoszenie napisów na powierzchni modelu bryłowego. Kolejny ważny zestaw udoskonaleń koncentruje się wokół informacji o produkcji: dane zawarte w modelu 3D, np. wymiary geometryczne i ich tolerancje; tekst komentarza do modelu 3D; wykończenie powierzchni oraz dane techniczne materiału, które eliminują konieczność stosowania rysunków 2D. W edycji tej wprowadzono również obsługę wymiaru kątowego do osi otworu, wymiarów sterujących do punktów stycznych sylwetki i wirtualnych wierzchołków oraz wymiaru do wirtualnych krawędzi stożków i walców Collaborative Product Development Associates

9 Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD WNIOSKI Firma Collaborative Product Development Associates (CPDA) przeprowadziła szczegółowe badania techniczne technologii synchronicznej i jej implementacji we wszystkich wersjach pakietu Solid Edge. Jesteśmy przekonani, że oprogramowanie Solid Edge ST3 stanowi ważny etap w rozwoju tej technologii, a zarazem nadal zaspokaja ściśle określone potrzeby klientów. Efektywne metody modelowania geometrycznego i ich implementacja w łatwym w obsłudze środowisku poleceń zapewniają użytkownikom oprogramowania 2D wygodną ścieżkę migracji do systemu 3D. Podejście firmy Siemens, polegające na stałym obsługiwaniu i udoskonalaniu dotychczasowych metod przy jednoczesnym umożliwianiu płynnego przejścia do strategii projektowania synchronicznego, stanowi dobry omen dla klientów. Prawa autorskie do niniejszej publikacji należą do firmy Collaborative Product Development Associates (CPDA) i są chronione przez amerykańskie i międzynarodowe przepisy oraz konwencje dotyczące praw autorskich. Niniejszej publikacji nie można kopiować, powielać, przechowywać w systemie wyszukiwania danych, przesyłać w żadnej postaci, zamieszczać w witrynach publicznych lub prywatnych ani w biuletynach elektronicznych, ani też udzielać na nią podlicencji innym podmiotom bez uzyskania pisemnej zgody firmy CPDA. Niniejszej publikacji nie można pozbawić żadnych praw autorskich. Collaborative Product Development Associates i CPDA są znakami towarowymi firmy Collaborative Product Development Associates. Wszystkie znaki towarowe i zastrzeżone znaki produktów i firm występujące w niniejszej publikacji są chronione. Niniejsza publikacja została przygotowana na podstawie źródeł i informacji uznanych za wiarygodne. Niniejszej publikacji można używać w takim stanie, w jakim się znajduje. Firma CPDA nie udziela żadnych gwarancji i nie będzie ponosić odpowiedzialności za dokładność, dane, przedmiot, jakość ani aktualność treści Collaborative Product Development Associates 9