solid edge st3 - Siemens PLM Software

Transkrypt

solid edge st3 - Siemens PLM Software
Pakiet Solid Edge ST3
wyznacza kierunki przyszłego
rozwoju projektowania
trójwymiarowego
Październik 2010
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.
 2010 Collaborative Product Development Associates
1
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D
Październik 2010
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.
2
 2010 Collaborative Product Development Associates
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD
Październik 2010
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
Publikacja za zgodą firmy Siemens PLM Software
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.
 2010 Collaborative Product Development Associates
3
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D
Październik 2010
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
Publikacja za zgodą firmy Siemens PLM Software
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.
4
 2010 Collaborative Product Development Associates
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD
Październik 2010
RYS. 3
Edycja modelu z użyciem
elementów synchronicznych,
które zostały pierwotnie
zaprojektowane jako
uporządkowane elementy
Wnętrze
Pionowe
Wsporniki
Publikacja za zgodą firmy Siemens PLM Software
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.
 2010 Collaborative Product Development Associates
5
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D
Październik 2010
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
Publikacja za zgodą firmy Siemens PLM Software
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.
6
 2010 Collaborative Product Development Associates
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD
Październik 2010
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
Publikacja za zgodą firmy Siemens PLM Software
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.
 2010 Collaborative Product Development Associates
7
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju projektowania CAD 3D
Październik 2010
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.
8
 2010 Collaborative Product Development Associates
Pakiet Solid Edge ST3 wyznacza kierunki przyszłego rozwoju trójwymiarowego projektowania CAD
Październik 2010
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.
 2010 Collaborative Product Development Associates
9