Конспект лекций по профессиональному модулю Основы автоматизации инженерных задач в системе управления данными об изделии (стр. 7 )

Надеемся, что наша статья поможет лучше понять, что дает предприятию внедрение PDM и как решать возникающие при этом проблемы. И, главное, убедиться в том, что подсознательно понимает каждый, кто заботится о будущем своего предприятия: успешное развитие современной компании невозможно без перспективной, надежной и индивидуальной управляющей системы.

3.     Перспективы развития САПР для конструкторов и технологов, PLM/PDM-систем

Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объем ручного труда, повысив точность конструирования, уменьшив количество ошибок, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов. Но, как это обычно бывает, одни проблемы были решены, зато появились другие.

Удобство работы с САПР.

В наше время всё чаще проектировщикам приходится думать не только о результате работы, но и о том, какие из многочисленных функций нужно применить. Современные пакеты включают тысячи всевозможных инструментов, причем с выходом каждой новой версии их число увеличивается. Наиболее распространенный способ расширения возможностей САПР состоит в добавлении новых команд и функций в уже существующие системы. Это приводит к совершенствованию и усложнению ПО, однако требует от инженеров запоминания все большего количества инструментов. В итоге рано или поздно люди перестают применять значительную долю новых средств, используя только хорошо изученную их часть.

Дело в том, что в погоне за функционалом многие разработчики САПР подзабыли о том, для кого он предназначен. В результате на рынке появились системы, которые содержат массу возможностей для автоматизации работы конструктора или технолога, но специалисты не в состоянии воспользоваться этим богатством из-за сложности освоения. Поэтому разработчикам САПР следует не только расширять, но и усиливать функциональность своих продуктов, т. е. делать наиболее востребованные инструменты более простыми в изучении и эффективными в использовании.

Прежде всего, стоит уделить внимание пользовательскому интерфейсу. От версии к версии он должен становиться всё более простым и понятным. Раз уж речь идет об автоматизированных системах, значит, нужно автоматизировать те операции, которые инженеры выполняют изо дня в день.

Можно выделить две основные перспективы развития САПР. Во-первых, расширение возможности продуктов, и, во-вторых, упрощение работы с системой. Для этого разработчики стараются объединить несколько связанных между собой операций в одно целое. Новая функциональность, как правило, позволяет сократить количество действий проектировщика за счет применения меньшего числа более общих команд. Каждая новая команда должна проходит отладку, цель которой - сократить объем труда пользователя для ее выполнения. А крупные корпорации, такие как Autodesk продвигают методы функционального проектирования и цифрового прототипирования, направленные на то, чтобы инженеру стало проще именно разрабатывать изделия, а не рисовать трехмерные модели.

Внимание разработчиков к пользовательскому интерфейсу понятно. Ведь на рынке САПР сейчас полным ходом идет консолидация, в силу чего усиливается конкуренция. Поэтому простота работы с системой становится одним из важнейших конкурентных преимуществ.

Важную роль в освоении системы играет диалоговая помощь. Сейчас подсказки и контекстная справка стали неотъемлемым атрибутом САПР, появились даже интеллектуальные функции, предписывающие определенные режимы работы и построений в зависимости от уже существующего контекста. Зачастую разработчики выносят в диалоговые окна и панели управления весь спектр параметров, задействованных в работе той или иной функции. В результате пользователь вынужден заполнять десятки полей, хотя при тщательном рассмотрении многие из них система могла бы заполнить автоматически, следуя установленным правилам и стандартам.

Редактирование ранее созданных моделей.

Скорость выпуска продукции в продажу имеет огромное значение. Проектирование новой продукции – процесс наиболее длительный, особую значимость сейчас приобретает возможность многократного использования ранее созданных деталей или узлов для создания целого семейства аналогичных объектов. Ведь гораздо проще внести изменения в уже существующий проект, чем разработать его с нуля. Редактировать модели приходится и по другим причинам – из-за обнаруженных ошибок, смены общей концепции, проблем с изготовлением.

Однако модифицировать ранее созданные виртуальные конструкции нелегко. Метод параметрического проектирования, составляющий основу большинства современных САПР, имеет как плюсы, так и минусы. Строить параметрические модели удобно, но разобраться в ранее созданной конструкции можно только в том случае, если параметризация проста или подробно задокументирована. Когда же в сборке несколько сотен деталей, понять внутренние связи настолько сложно, что легче их перестроить заново.

При редактировании ранее созданных проектов инженеры сталкиваются со следующими трудностями:

для внесения изменений требуются экспертные знания САПР; отсутствие грамотно спроектированных связей между отдельными блоками внутри модели; затруднен поиск необходимых данных; как правило, более чем в 40% случаев успешно перестроить модель может только её создатель.

Конечно, эти проблемы решаются, но за счет дополнительных усилий и затрат. Дело в том, что внесение изменений нужно планировать заранее, иначе попытки модифицировать модель приведут к ошибкам, нарушению внутренних связей и свойств. Однако это не всегда даже возможно. Работа инженера представляет собой итерационный процесс, и заранее прогнозировать все изменения просто невозможно. Данный процесс можно упростить двумя способами:

1.      Непосредственно с помощью разработчиков САПР.

Существует много известных технологий, облегчающих процесс редактирования: хранение истории и контекста построения, параметризация, разбиение проекта на подпроекты. Важно, чтобы все эти методы использовались в системе гармонично, взаимосвязано и непротиворечиво. Как правило, уклон в сторону одного из них рано или поздно настолько затрудняет внесение изменений в проект, что целесообразнее построить модель заново.

2.      С помощью грамотной организации процессов проектирования на предприятии.

По ряду показателей аналитики разделили участвовавшие в опросе фирмы на три класса: лучшие, средние и отстающие. Успешные компании редактированию моделей уделяют особое внимание. 71% компаний специально обучают инженеров планировать и правильно вносить изменения. 64% – рекомендуют работникам создавать гибкие проекты, поддерживающие последующие перемены. А 36% – требуют, чтобы конструкторы добавляли к модели подробную информацию о ходе проектирования, чтобы не только сам автор, но и другие сотрудники могли выполнять ее редактирование.

Таким образом, пользователи должны не только уметь работать с конкретной САПР, но и применять правильные технологии геометрического моделирования. Разработчики стараются облегчить им эту задачу, снабжая свои системы подробной документацией и учебно-методическими пособиями.

Обмен данными между разными САПР.

Тема отсутствия единых стандартов для проектной информации обсуждается уже много лет, но особого прогресса пока не наблюдается. Трудности в конвертировании проектов из одной системы в другую задача достаточно важная. На большинстве промышленных предприятий в разных отделах применяются разные системы автоматизированного проектирования.

В наше время более широкое распространение получает коллективная работа над проектом, особенно когда речь идет о сложных изделиях – автомобилях, самолетах, судах. Естественно, все участники такого процесса не могут применять одну и ту же систему. Но им трудно бывает использовать проекты коллег, построенные с помощью другого программного инструмента, и они тратят массу времени, исправляя их или создавая заново. В мире САПР сейчас имеется более сорока разных форматов данных. В результате предприятия сталкиваются с трудностями при информационном обмене.

Это приводит к колоссальным расходам. По оценке Национального института стандартов и технологии (США), из-за несовместимости САПР одна только американская автомобильная отрасль ежегодно теряет более 1 млрд. долл.

Разработчики стараются упростить обмен, снабжая свои системы средствами преобразования форматов. SolidWorks предлагает в базовой поставке без дополнительной оплаты более двадцати различных интерфейсов для стандартных форматов (IGES, STEP и т. д.), нейтральных форматов известных САПР. Аналогично действуют и другие поставщики. В некоторых САПР для редактирования предусмотрена система, которая позволяет распознавать образ 3D-модели, импортированной через промежуточный формат, и получить полноценную трехмерную модель с деревом построения.

Фирма Kubotek USA провела опрос 2869 специалистов из разных регионов мира и отраслей промышленности, который показал, что 95% из них сталкивается с трудностями при передаче и получении проектных данных. В силу чего они создают 3D-модели заново время от времени (72%), тратят на это половину рабочего времени (34%) или делают это постоянно (11%). В качестве главной причины, затрудняющей использование импортированных данных, почти половина участников опроса назвала проблемы при трансляции. Дело в том, что в результате конвертации часто теряется важная информация о проекте, например дерево построения модели, ассоциированные чертежи, свойства материалов и даже геометрические характеристики.

Один из выходов в такой ситуации это разработка единых форматов. Например, форматы STEP и IGES. Но вендоры стремятся как можно тщательнее закрыть информацию о своей файловой структуре, что приводит к появлению большого количества собственных форматов.

Каждый поставщик программных пакетов заинтересован только в своем развитии, закрывая форматы. Это приводит к тому, что любое предприятие или холдинг использует единую среду проектирования. Это позволяет организовать централизованное обучение специалистов одной, а не нескольким системам, обеспечивает возможность параллельной разработки и исключает проблемы, связанные с трансляцией данных.