Tento článek vysvětluje, jakým způsobem mohou strojírenští výrobci překonat problémy vznikající při práci s různorodými CAD systémy. Každá moderní firma, vyvíjející anebo vyrábějící produkty v libovolném průmyslu, si je téměř jistě bolestně vědoma, že ne každý dodavatel, zákazník či partner používá stejné nástroje pro počítačovou podporu navrhování (CAD) nebo že poskytuje návrhová data ve stejném CAD formátu. Výsledkem tohoto stavu je komplikované prostředí tvořené rozličnými CAD systémy, z čehož vyplývá potřeba dát všechny tyto CAD modely dohromady, aniž byste přišli o data nebo je museli předělávat.

Multi-CAD prostředí

Podle studie „Working with Multi-CAD? Overcome the Engineering Bottleneck", kterou zpracovala výzkumná společnost Aberdeen Group, 82 % dotázaných prohlásilo, že v současnosti ve svých návrhových procesech používají tři nebo více CAD formátů a téměř polovina (42 %) jich používá pět nebo více. Taková multi-CAD prostředí vznikají v důsledku mnoha důvodů; vede k nim potřeba sdílet konstrukční návrhy v různých firemních odděleních, jež využívají různé CAD systémy – v důsledku nedostatečně koordinovaného pořizování CADů nebo po fúzi či akvizici – případně nasmlouvání služeb třetím stranám, jež jsou součástí návrhového procesu. To je dále zhoršováno faktory, jako je globalizace dodavatelského řetězce a vyšší poptávka po cenově efektivním a udržitelném designu i produkčních procedurách.

Nástroj Optimize Face opraví vadnou geometrii a zpracuje kompletní zprávu o výchozím a aktuálním stavu geometrie s uvedením provedených změn. Tento příklad ukazuje starou archívní součást a okno s výsledky.

Podobně organizace, které nahrazují jednu CAD aplikaci za jinou, si projdou obdobím souběžné koexistence obou, než se podaří původní systém zcela nahradit. Ke složitosti tohoto stavu může přispět také archivování, při němž může být požadováno použití neutrálních formátů v souladu s předpisy.

HD3D nástroj Visual Reporting umožní identifikovat stav komponent jejich zvýrazněním v různých barvách. Je velmi užitečný pro rozpoznání importovaných a starších komponent v multi-CAD prostředí.

Problémy s daty

Stále častěji je pak každý z těchto faktorů kombinován s problematikou správy dat, přičemž každý má specifické požadavky související s nevyhnutelným procesem překladu dat, jež musí být spravována.

„Software NX byl navržen tak, aby pomohl překonat překážky, se kterými se setkávají inženýři pracující v multi-CAD prostředí, tím, že jim poskytuje nejen možnost připomínkování návrhů, nýbrž kolektivní návrhové prostředí."

Během mojí více než šestnáctileté průmyslové praxe jsem byl svědkem mnoha konsolidací, které zredukovaly počet CAD systémů i formátů a došlo k několika významným pokrokům v technologiích 3D navrhování. Problémy nicméně přetrvávají. Konstruktéři například nebyli schopni vytvářet funkční prvky bez výpočetních parametrů, nezbytných pro přepočítání modelů podle jejich konstrukční historie, která se obvykle při překladu mezi rozdílnými CAD systémy nepřenáší.

HD3D nástroj Visual Reporting umí identifikovat stav komponent přidáním značek. Je velmi užitečný pro rozpoznání importovaných a starších komponent v multi-CAD prostředí.

Všechny tyto faktory ústí v závažnou potřebu propojit taková multi-CAD prostředí způsobem, který umožňuje správu všech položek souvisejících s konstrukčním návrhem, vytváření referencí ke všem informacím v souvisejících procesech a efektivní využívání podřízených systémů i procesů.

Správa životního cyklu produktů

K dosažení tohoto cíle potřebují podniky solidní systém pro správu životního cyklu produktů (PLM). Silný PLM systém dokáže poskytnout digitální oporu nezbytnou pro správu a sledování různých typů dat, při zachování kontroly verzí interně i externě. Vlastnictví správných tvůrčích nástrojů je zcela nezbytné pro efektivní správu digitálních informací o produktu vytvářeném v řadě různých CAD systémů a poskytujícím nejlepší možnou podporu pro zpřístupnění, řízení a zpracování těchto dat během životního cyklu produktu.

Každý ze zainteresovaných subjektů musí být schopen zobrazovat produktové 3D modely, manipulovat s nimi, analyzovat je a – v kontrolovaném prostředí – modifikovat je stejně jako data z různých systémů. Zúčastněné strany mají často přístup pouze k určitým částem modelu, což dále komplikuje slučování různých změn z rozličných zdrojů. Stejně jako správa odlišných CAD systémů, které jsou používány, také centrální výměna multi-CAD dat musí být schopna vypořádat se na pozadí se vznikem doplňkových reprezentací hlavního modelu. Spousta společností si dnes uvědomuje hodnotu synchronizace geometrie a klíčových výrobních informací o produktu při zachování vazby návrhu na originální systém, ve kterém byl vytvořen.

Tyto požadavky mohou mít vliv na formu, přesnost nebo funkčnost návrhu a mohly by zahrnovat konkrétní specifikace dílů, jako jsou rozměrové tolerance, váhové limity nebo minimální vzdálenosti mezi součástmi. Požadavky tohoto druhu jsou často uvedeny v zadávací dokumentaci k výrobku, nebo jako metadata, pročež je velmi důležité zajistit, aby nedošlo k jejich ztrátě při žádném konverzním procesu.

Tento obrázek ukazuje komplexní mechanismus vztlakových klapek – díly mohou být kombinací nativních plně parametrických částí, importovaných částí z JT nebo starší geometrie. Reference a vazby fungují stejně bez ohledu na to, v čem byl originální díl vytvořen, a díky nástrojům synchronního modelování mohou být rychle zpracovány modifikace nebo přizpůsobení libovolného návrhu. Stejně tak může být provedena jakákoliv navazující práce, jako například simulace.

Otevřený datový formát JT

Jeden z příkladů, který zřetelně ukazuje, jaké množství firem tento problém řeší, vychází z využívání datového formátu JT. Společnost Siemens PLM Software pomohla v průmyslu rozvinout a motivovat široké přijetí formátu JT, který je světově nejrozšířenějším 3D datovým formátem pro přesné, bezpečné a efektivní sdílení produktových informací mezi více organizacemi a napříč celým dodavatelským řetězcem. JT je používán a podporován natolik široce, že se dokument JT File Format Reference stal vůbec první publikací ISO pro 3D vizualizace v oblasti PLM, a již byl zahájen formální proces za účelem ustanovení datového formátu JT jako ISO standardu. Tento formát může obsahovat libovolnou kombinaci přibližných dat, přesných hraničních reprezentací povrchů, produktových i výrobních informací a metadat, exportovaných z nativního CAD systému nebo vložených prostřednictvím systému pro správu dat.

Jelikož jsou digitální produktové informace potřebné pro tuto činnost často vytvářeny v řadě různých CAD systémů, zprostředkování nejlepší možné podpory pro zpřístupnění, synchronizaci a editaci těchto dat během životního cyklu produktu se stává čím dál důležitějším kritériem.

Užitečnou funkcí v NX je možnost označit a upravit velikost zkosení změnou jeho úhlu a hloubky. Je to jeden z nejvýkonnějších nástrojů použitelných na importované geometrii.

Problémy

Nesplnění těchto stále přísnějších požadavků může být pro jakoukoliv organizaci velmi nákladné. Vedle promrhaného času, který může padnout za oběť ručnímu překládání a synchronizaci rozličných modelů, hrozí neodhalení chyb vinou lidského faktoru anebo chyb vzniklých opomenutím určitého průmyslového předpisu ze strany konstruktéra, jež se mohou z CAD modelu přenést až do výroby a ohrozit kvalitu produktu, nebo dokonce i jeho dodání zákazníkovi.

Jiný problém nastává, když se z překládané geometrie stane jen „hloupý" blok, dál velmi obtížně manipulovatelný, což pro inženýry znamená, aby se kvůli sebemenším úpravám vraceli stále k původnímu prvku a zase zpět. Výsledkem toho je v první řadě často kompletní přetvoření geometrie, spojené se ztrátou veškerých výhod plynoucích z využití CAD dat zpracovaných třetí stranou.

Synchronní technologie a systém NX

Elegantní metodou k obejití tohoto problému je využití synchronní technologie, která byla vyvinuta firmou Siemens PLM Software a vestavěna do jejího vlajkového CAD/CAM/CAE systému NX. Synchronní technologie eliminuje potřebu spoléhat se na jednu konkrétní modelovací techniku nebo překážky v podobě omezení importované geometrie. Se synchronní technologií, aplikovanou přímo na dané geometrii, je možné manipulovat s daty z různých CAD systémů, což znamená, že již nemusíte volit mezi parametrickým a volným modelováním. Tento zásadní posun poskytuje inženýrům svobodu a umožňuje jim být doopravdy konstruktérem spíše než programátorem tím, že jim dovoluje provádět jakékoliv další změny na modelu přímo, aniž by bylo potřeba posílat jej za tímto účelem zpět třetí straně.

Software NX byl navržen tak, aby pomohl překonat překážky, se kterými se setkávají inženýři pracující v multi-CAD prostředí. Poskytuje nejen možnost připomínkování návrhů, nýbrž kolektivní návrhové prostředí. Představuje systém, který dokáže pracovat s nativními i neoriginálními daty a pro další zjednodušení změn v návrzích a umísťování komponent poskytuje implementaci synchronního modelování.

Příkaz Move Face představuje schopnost vybrat stěny přímo na komponentech, namísto zpracování dílů v rámci sestavy.

Závěr

Složitost zmiňovaných multi-CAD prostředí určitě ještě dlouho nebude překonána. Ovšem kombinace otevřeného datového formátu JT, který je přístupný mnoha aplikacím, a výkonných tvůrčích nástrojů, jako je NX, dokážou poskytnout funkčnost potřebnou pro inženýrské týmy pracující na společných vývojových projektech ve více různých CAD systémech, bez ohledu na to, jaký souborový formát je používán. Kromě toho výběrem vhodného systému pro správu multi-CAD dat získají konstruktéři centrální zázemí, v němž lze definovat produktová data v kontrolovaném prostředí, přičemž disponují funkčností nezbytnou pro plné zúročení dat v různorodých CAD formátech.

Jan Larsson je ředitelem marketingu produktu NX pro oblast EMEA ve společnosti Siemens PLM Software.