Унификации и стандартизации в проектировании при использовании трехмерных САПР, с моей точки зрения, до сих пор уделяется слишком мало внимания. Причин тому несколько: и недостаточная квалификация специалистов, которые занимаются внедрением систем проектирования, и ожидание от трехмерной САПР готовых библиотек компонентов, и, самое главное, несистемный подход к выбору САПР на предприятии.

Наличие практически в свободном доступе «пиратских» копий программного обеспечения привело к тому, что инженер-конструктор сегодня зачастую сам выбирает тот инструмент проектирования, в котором он будет работать. Как результат, на предприятии появляется несколько совершенно равноправных систем проектирования, несколько очагов автоматизации и, соответственно, несколько мест создания библиотек стандартных и покупных компонентов. Даже если у вас уже выстроены единая система документооборота, структура проектирования стандартных и покупных компонентов, единая платформа САПР, все равно высока вероятность того, что ваши конструкторы по-прежнему заново изобретают колесо и в архиве вашего предприятия множатся практически идентичные детали уже собственного производства.

Такая длинная преамбула предваряет рассказ о появившемся на российском рынке специализированном комплексе от немецкой компании CADENAS: средстве разработки электронных каталогов комплектующих, универсальной библиотеке комплектующих для различных САПР плюс уникальной системе поиска геометрически схожих компонентов. Об этих трех основных блоках, которые могут использоваться предприятием по отдельности или вместе, я вкратце и расскажу.

PARTsolutions: универсальная библиотека компонентов для мультиСАПР компаний

Если вы используете AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Mechanical Desktop, Unigraphics, Pro/Engineer, SOLIDWORKS, CATIA, Solid Edge, ADEM, I-DEAS, Cimatron, Mastercam, MicroStation или хотя бы два из более чем 85 САПР и графических форматов, поддерживаемых решениями CADENAS, вас наверняка заинтересует возможность получить единую систему комплектующих предприятия, интегрированную со всеми вашими САПР-, PDM- и ERP-системами.

Наши заказчики требуют предоставлять трехмерные модели в родном формате их системы проектирования. В то же время многие из них используют две, а то и три САПР и хотели бы получать модели в каждом из соответствующих форматов.

Из отзыва компании Rockwell Automation

Компонент общего комплекса под названием PARTsolutions является пользовательским интерфейсом к единой базе комплектующих. На сегодня в состав поставки включены библиотеки стандартов ANSI, DIN, ISO и свыше 250 каталогов известных мировых производителей комплектующих, таких как ABB, Bosch, FAG, Festo, Hasco, SMC, Parker, Rittal и многие другие.

Рис. 1

Система PARTsolutions содержит эскизы, условные обозначения, модели отдельных деталей, таблицы параметров, двумерные виды чертежей, ассоциативные с трехмерной моделью, документы, где содержатся описания компонентов (Word, Adobe PDF, Excel, HTML), и конфигурации узлов. Практически любая информация о комплектующем от конкретного производителя сразу становится доступной конструктору.

Рис. 2

Одно из основных преимуществ системы заключено в том, что экспортируемые модели генерируются в «родном» формате САПР с полным деревом построения. Это позволяет «дорабатывать» покупные компоненты и использовать их фрагменты при проектировании. Соображениями удобства работы конструктора было продиктовано и создание для всех поддерживаемых САПР программного интерфейса, который обеспечивает вызов БД комплектующих из среды САПР, генерацию болтовых соединений и валов.

Рис. 3

Конструктор, вставляющий двумерный компонент в AutoCAD или трехмерную модель в Inventor или CATIA, работает с одними и теми же геометрией, параметрами, размерами и обозначением модели для спецификации или систем PDM/ERP. Достигается это благодаря тому что все компоненты PARTsolutions реализованы с помощью другой разработки CADENAS — eCATALOGsolutions, которую предприятие может использовать в бюро унифицированных конструкций или другом подразделении, отвечающем за подготовку библиотек унифицированных конструкций. Помимо этого конструктор сразу получает код заказа поставщика, что упрощает работу служб, связанных с закупкой комплектующих. А актуальность информации от поставщиков поддерживается самими поставщиками с помощью того же инструмента eCATALOGsolutions.

Опыт эксплуатации показывает, что до 10% снижения сроков проектирования и уровня затрат обеспечивается за счет прямого доступа к оригинальной 3D-геометрии.

Из отзыва компании DaimlerChrysler

Стоит отметить, что интеграция с PDM/ERP-системой носит чисто информационный характер. Используется технология синхронизируемых таблиц, которая позволяет подключить в таблицу типоразмеров компонента, хранящуюся в базе данных PARTsolutions, информацию из ERP-системы (АСУП-код компонента, наличие на складе, стоимость) и PDM-системы (статус компонента, разрешение к применению и т.п.). При настройке системы таким образом можно запретить применение компонентов, используя информацию PDM- и/или ERP-систем. Также возможна более тесная интеграция, которая, в частности, реализована для таких систем, как SAP/R3, Autodesk Vault, Compass, Enovia, IMAN/Teamcenter, AutoManager Meridian, Pro/Intralink, Solid Edge Insight, SmarTeam/TeamPDM, Winchill PDMlink и некоторых других.

Рис. 4

Встроенные средства поиска позволяют выбирать и находить компоненты по структуре каталогов, встроенным классификаторам (в том числе по классификаторам предприятия при использовании eCATALOGsolutions), параметрам компонентов, ключевым словам и даже по критерию схожей геометрии, о чем мы подробно поговорим чуть позже.

eCATALOGsolutions: глобальный маркетинг для 2  900  000 потенциальных потребителей ваших комплектующих

Мы пришли к этому благодаря нашим заказчикам, которые хотят иметь доступ к нашим САПР-данным, а не создавать их самостоятельно. При проектировании все наши заказчики используют САПР и готовы использовать наши данные. Этот необходимый для заказчиков сервис приносит дополнительные выгоды.

Из отзыва компании D-M-E

Как уже сказано, PARTsolutions — это пользовательский компонент для конструкторов. А для разработчиков каталогов (стандартных, покупных, комплектующих, производимых предприятием и т.д.) предназначена система eCATALOGsolutions. Это средство, с помощью которого определяется геометрия, привязываются таблица параметров и документация по компонентам, создаются классификаторы. В конечном итоге результатами работы eCATALOGsolutions являются:

• корпоративная библиотека покупных, стандартных и комплектующих, работающая в среде Internet/Intranet;
• библиотека комплектующих на CD/DVD-дисках, предназначенная для распространения среди заказчиков. Обеспечена возможность генерации форм и спецификаций заказа;
• корпоративный web-портал с возможностью интерактивного поиска и загрузки компонентов партнерами предприятия и потребителями;
• подготовка каталога к изданию в полиграфическом исполнении;
• подготовка каталога для публикации на портале Part Server, пользователями которого является свыше 800  000 конструкторов по всему миру.

Создание нового компонента подразделяется на четыре основных этапа.

1. Создание нового каталога и компонента этого каталога. Для каждого компонента нужно задать атрибуты (наименование, шаблон обозначения для спецификации), включить компонент в классификаторы и т.п. Часть полей — например, графические образы для каталога и поля спецификации — могут заполняться автоматически в процессе проектирования компонента.

Рис. 5

1. Создание трехмерной модели. Для создания моделей используется встроенный трехмерный параметрический редактор, который позволяет создавать произвольные эскизы и элементы выдавливания и вращения (с применением булевых операций). Также с помощью форматов DWG/DXF, STEP, SAT, IGES или STL можно импортировать графику в виде базовых тел.

Рис. 6

1. Описание таблицы типоразмеров для созданной модели.
2. На заключительном этапе с трехмерной модели автоматически формируются виды и сечения и показывается, какие размеры необходимо отображать. Для полноты информации генерируются превью-изображения компонента в каталоге и прикрепляются дополнительные документы. Для полиграфии может автоматически формироваться фотореалистическая графика.

Если компонент является сборкой, то создаются семейства узлов или подключаются специализированные конфигураторы, которые конструктор может использовать при выборе компонента.

По завершении создания каталожной детали она сразу становится доступной на внутреннем сервере компании, может быть включена в CD-каталог или печатное издание либо экспортирована на Internet-портал.

Сегодня информация, созданная с помощью eCATALOGsolutions, служит почти трем миллионам специалистов. Такая цифра складывается из 100  000 копий PARTsolutions, используемых по всему миру, и числа пользователей порталов PartServer (800  000 человек), Autodesk Supplier Content Center (1  500  000), PTC (370  000), SOLIDWORKS (25  000) и Alibre (106  000). Ряд крупных международных компаний, таких как Audi или Airbus, используют eCATALOGsolutions в качестве корпоративной системы взаимодействия с поставщиками и субподрядчиками. Это позволяет крупным корпорациям оптимизировать канал поставки, а их субподрядчикам использовать те же комплектующие, что и головная организация, причем в формате, готовом для применения в САПР.

Рис. 7

PartWarehouse: геометрический поиск как инструмент унификации проектирования и снижения себестоимости

Вы когда-нибудь задавались вопросом, сколько стоит вашему предприятию проектирование, сопровождение и учет одной детали?

Приведем некоторые цифры из европейского опыта (см. таблицу).

Таблица 1

Из таблицы видно, что в среднем одна деталь ежегодно обходится предприятию в 750−850 евро. И это только административные (документооборот и складской учет), а не производственные расходы.

Представьте, что у вас в производстве около 20  000 компонентов и среди них 1% очень похожих. Это означает, что из учета можно исключить порядка 100 компонентов, сэкономив за год до 75  000 евро.

Каким образом CADENAS решает проблему похожих компонентов?

Всё очень просто: используется многоэтапная схема поиска, которая обеспечивает результат, приведенный на графике.

Рис. 8

Итак, что мы видим? В отсутствие механизма управления компонентами (особенно это касается организаций с большими и сложно организованными проектными подразделениями) конструкторы через некоторое время невольно начинают производить «дубликаты» или очень похожие компоненты. Количество таких компонентов будет постоянно возрастать, а административные и эксплуатационные расходы — повышаться.

Внедряя подсистему PartWarehouse для управления компонентами, необходимо провести первоначальный поиск дубликатов. При этом компоненты не требуется воспроизводить в формате системы. Все файлы пакетно складываются в систему как «родные» файлы поддерживаемых САПР-систем или в формате STL (если данный формат САПР не поддерживается). Далее проводится геометрическое сравнение компонентов.

Рис. 9

Система может сравнивать компоненты только по топологии либо по топологии и типоразмеру. В первом случае мы получим перечень компонентов, похожих по структуре (например, фланцы с разным количеством отверстий или одинаковые болты разных размеров), во втором — только похожие компоненты одинакового размера. Компоненты будут структурированы по степени похожести и мы сможем уточнить геометрическое отличие одного компонента от другого (скажем, два диска: один с ручкой, а другой — без ручки).

Рис. 10

Найденные дубликаты устраняются, а предприятие экономит на административных расходах за счет меньшего количества компонентов, подлежащих учету.

Следующий этап — построение системы классификации на базе результатов геометрического поиска, что позволяет сократить еще часть затрат.

Заключительная стадия ограничения количества компонентов — это поиск компонентов с одинаковой геометрией, приобретаемых у разных поставщиков. Допустим, мы определили, что компоненты, поставляемые двумя поставщиками, полностью идентичны, но у одного реализованы, например, по стандарту DIN, а у второго — по стандарту ГОСТ. При этом все характеристики (как геометрические, так и технологические — материал, покрытие и т.п.) абсолютно одинаковы. В итоге мы можем выбрать одного поставщика и приобрести у него большую партию комплектующих, соответственно сэкономив на стоимости одного экземпляра.

Пользователи технологии PartWarehouse говорят о возможности сократить 10−20% компонентов из полного перечня номенклатуры предприятия и существенно, до 20%, снизить себестоимость производства.

Таким образом, одна среда разработки и использования компонентов позволяет решить сразу несколько задач предприятия:

• информационно-техническую — организуется единая библиотека компонентов, независимая от САПР, но интегрированная в комплекс MultiCAD/PDM/ERP;
• маркетинговую — предприятие получает возможность в различных форматах донести свою информацию до непосредственного потребителя комплектующих. Пользователи системы CADENAS отмечают, что в «родном» формате САПР количество загрузок компонентов с их ресурсов увеличивается в несколько раз, что говорит о более удобном интерфейсе работы с потребителем;
• экономическую — уменьшение количества компонентов, достигнутое благодаря унификации и устранению «искусственных» дубликатов в электронном и бумажном архивах, а также на складе предприятия, позволяет значительно снизить эксплуатационные и логистические расходы, а следовательно и себестоимость производства.