Публикация трехмерных проектов

Аналогично плоским чертежам, существует необходимость передачи ЗD-проектов на рабочие места, на которых не установлена САПР, в которой проект создан. Для решения этой задачи созданы независимые от САПР инструменты публика­ции проектных данных: система eDrawings разработки компании SolidWorks, формат 3DXML разработки Dassault Systemes, расширенная спецификация уже упоминавшегося формата DWF компании Autodesk, формат 3D PDF фирмы Adobe, позволяющий вставлять трехмерные иллюстрации в электронные тексто­вые документы. Рассмотрим в качестве примера eDrawings от разработчика SolidWorks.

eDrawings – это независимый формат облегченного представления и публика­ции конструкторских данных, полученных в CAD-системе. Он похож на общеиз­вестные форматы обмена данных Parasolid, STEP, IGES и VRML. Однако, в отличие от форматов, предназначенных лишь для обмена данными о графическом объекте между различными трехмерными редакторами, eDrawings – это независимый инструмент представления (просмотра, печати) и анно­тирования данных. Формат eDrawings обладает более широкими воз­можностями представления графической информации (как трехмерной, так и двумерной чертежной) и предъявляет значительно меньше требований для обес­печения этого представления. ЗD-модели и 2D-чертежи, сохраненные в формате eDrawings, можно просматривать на компьютере, на котором не установлена ни одна CAD-система, с помощью специального приложения – eDrawings Viewer, которое распространяется бесплатно. Сегодня формат eDrawings в том или ином виде поддерживают практически все известные зарубежные и многие российские CAD-платформы.

Помимо малого объема файлов, возможности предоставления сохраненных данных принимающей стороне для просмотра без наличия CAD-системы, гибко­сти в представлении данных (можно перемещать, делать прозрачными или скрывать компоненты, создавать сечения), самое главное, что предоставляет система eDrawings, – возможность рецензирования моделей или чертежей и сохранения рецензий в одном файле.

eDrawings и аналогичные системы обеспечивают возможность передачи моде­ли заказчику, партнеру, руководителю и любым другим заинтересованным лицам, в результате чего они могут ознакомиться с наглядно представленным спроектированным изделием, не прибегая к CAD-системе. При этом интеллекту­альные права разработчика надежно защищены, например, посредством запрета вывода в STL и простановки размеров. С использованием такого метода публика­ции проектов достаточно просто осуществляется организация коллективной ра­боты над проектом различных служб предприятия. Аннотирование документов (на профессиональном сленге – функция «красный карандаш») позволяет проек­тировщику легко получать замечания или требования по доработке изделия от заказчика (руководителя проекта). Один и тот же документ могут по очереди ре­цензировать разные участники процесса разработки, добавляя свои специфиче­ские требования к проектируемому объекту. После возвращения документа разра­ботчик, проанализировав все заметки, может ответить на каждую из них, принять ее или отказать рецензенту. Все ответы на замечания также сохраняются в едином файле. После этого документ может быть вновь отослан принимающей стороне для ознакомления с ответами разработчика и т. д., пока все требования не будут учтены, а изделие – спроектировано должным образом.

Пример просмотра и рецензирования модели SolidWorks через eDrawings показан на рис. 12.2.

Технические иллюстрации

Особое место в создании и публикации технической документации занимают тех­нические иллюстрации. Они используются в инструкциях по сборке, ремонту, эксплуатации изделий, каталогах запасных частей, в учебных пособиях и реклам­ных буклетах. В отличие от традиционных чертежей, в которых применяется стандартизованное символьное изображение элементов конструкции, в техниче­ских иллюстрациях больше внимания уделяется наглядности и близости изобра­жения к внешнему виду реального изделия. Сравнивая чертежи и технические иллюстрации, можно выделить следующие отличия:

o технические иллюстрации быстро и ясно доводят различную информацию о разработанном продукте, обычно показанном в ситуации, когда продукт уже используется, собирается или обслуживается;

o на иллюстрациях отображаются в первую очередь значимые детали, несу­щественные часто опускаются или изображаются условно;

o широко используются различные изобразительные приемы, например пер­спективные виды, удаление скрытых линий, разрезы, увеличенные фраг­менты, которые выделяют ключевые детали иллюстрации.

Рис. 12.2 Проекте формате eDrawings с пометками заказчика

Наиболее типичной системой для подготовки технических иллюстраций с ис­пользованием исходных данных CAD является семейство продуктов Arbor IsoDraw компании РТС, в частности пакет Arbortext IsoDraw CADprocess, кото­рый позволяет автоматически создавать двумерные иллюстрации из трехмерных моделей САПР с одновременной установкой ссылок на оригинальные файлы САПР. Все изменения, произведенные в исходных моделях, автоматически реге­нерируются в иллюстрации. В результате разработку иллюстраций можно начи­нать на ранних стадиях разработки изделия, что сокращает время разработки. В случае необходимости иллюстраторы корректируют исходную графику и вруч­ную добавляют элементы рисунка. Пример иллюстрации показан на рис. 12.3.

Рис. 12.3 Пример технической иллюстрации, выполненной в пакете Arbortetxt IsoDraw

Интерактивные руководства

Естественным шагом в развитии технологий публикации электронной докумен­тации стало появление интерактивных документов, способных показать не толь­ко статические схемы и иллюстрации, но и анимированные инструкции по сборке, ремонту и эксплуатации. Интерактивная техническая и эксплуатационная до­кументация, электронные каталоги и обучающие системы сегодня становятся стандартом де-факто при поставке продукции заказчикам. Особенно важен этот вопрос для предприятий автомобилестроения, аэрокосмической отрасли, судо­строения и военно-промышленного комплекса, выпускающих сложную наукоем­кую продукцию. В данном контексте автоматизация труда разработчиков инте­рактивной технической документации приобретает все большую актуальность. Одним из характерных примеров средств создания таких документов является па­кет 3DVIA Composer компании Dassault Systemes.

3DVIA Composer делает возможным создание технических иллюстраций, ви­део·и интерактивных ЗD-объектов, которые не только обеспечивают лучшее вос­приятие информации, но и повышают качество документации. Использование интерактивных и графических элементов позволяет сократить объем примеча­ний, благодаря чему снижаются затраты на перевод текстов при выпуске доку­ментации на нескольких языках.

Лекция 20

Система позволяет импортировать ЗD-данные из большинства современных CAD- и PLM-систем в их собственные форматы или в 3DXML. Импортированные объекты группируются в сборку, на основе которой может быть сформирована спе­цификация. Разработанные интерактивные руководства можно сохранять в виде компактных ЕХЕ-файлов со встроенным бесплатным просмотрщиком 3DVIA Player, благодаря чему их можно открыть на любом компьютере без использования каких-либо предварительно установленных CAD-систем. Проекты также можно сохранять в различных стандартных форматах, например PDF, HTML, SVG, CGM, 3DXML, AVI, Microsoft Office и др., которые позволяют применять графические и мультимедийные объекты даже в традиционной текстовой документации.

Применение 3DVIA Composer и аналогичных ему систем позволяет существен­ным образом сократить время, затрачиваемое на переделку или обновление доку­ментации при внесении изменений в конструкцию изделия. Обновление происхо­дит автоматически за счет ассоциативной связи с конструкторской ЗD-моделью. Стоимость и сроки разработки документации сокращаются за счет более эффек­тивного использования информации о проектируемом изделии: разработку доку­ментации можно начинать на ранних этапах, когда конструкторская модель еще не сформирована полностью, а по завершении проектирования легко обновлять графический и мультимедийный контент в подготовленном шаблоне документа.

Пример создания рекламного проспекта из 3D-модели показан на рис. 12.4.

Интерактивные документы могут быть защищены от нелегального использо­вания путем назначения прав доступа к функциям просмотра, копирования и пе­чати, а также полного или частичного отображения/скрытия отдельных элемен­тов или преднамеренного снижения качества ЗD-модели, когда ее геометрические параметры представляют собой интеллектуальную собственность.

Пакеты подготовки интерактивных документов могут успешно решать задачу подготовки интерактивной технической документации не только как самостоя­тельный продукт, но и в составе PDM. Как правило, для повышения эффективно­сти работы процесс разработки документации ведется параллельно с проектирова­нием самого изделия, что позволяет сократить время, затрачиваемое на переделку или обновление документации при внесении изменений в конструкцию изделия. Исполнитель документации при работе во взаимодействии с разработчиками из­делия через PDM-систему получит ряд преимуществ:

o параллельная работа конструктора изделия и разработчика документации;

o логическая связь технической документации с основной структурой из­делия;

o возможность отслеживания актуальности исходных данных и автоматиче­ская синхронизация инструкции и реальной модели;

o получение оповещений при внесении изменений в дизайн изделия;

o капитализация и многократное повторное использование знаний;

o просмотр ЗD-моделей без специализированного программного обеспе­чения.

Помимо этого, безусловный выигрыш дают и стандартные возможности ис­пользования PDM-системы, такие как:

o выборочный доступ и безопасное хранение информации;

o контроль версий;

o функциональные возможности поиска данных (по атрибутам или по свя­зям);

o логические и структурные связи документов;

o совместная работа в контексте единого проекта;

o автоматизированные потоки работ (Workflow).

На рис. 12.5 показан рисунок, созданный на базе 3D-модели, с автоматически обновляемыми в ходе проектирования модели позициями спецификации.

Рис. 12.4 Создание технической иллюстрации и сборочной спецификации на основе ЗD-модели

Большое преимущество систем, подобных 3DVIA Composer и ENOVIA SmarTeam, заключается в том, что они являются CAD-независимыми. Таким образом, можно организовать взаимодействие с внешними партнерами (например, с поставщика­ми комплектующих), которые работают в CAD-системах, отличных от базовой системы предприятия. В структуре изделия могут присутствовать и немоделируемые (нефизические, вспомогательные) объекты, такие, например, как лакок­расочные материалы, монтажный инструмент и прочие. Полную структуру изде­лия удобно использовать для получения различных отчетов (спецификаций, ведомостей покупных изделий), к тому же ее легко синхронизировать с представ­лением данного изделия в ERP.

Создавая инструкции по сборке и монтажу, удобно использовать библиотеку трехмерных моделей инструмента (гаечные ключи, приспособления и т. п.). Мо­дели могут быть бесплатно загружены из Интернета, например из каталога по­ставщика.

Открытая структура документа, базирующаяся на XML, возможность пря­мого чтения и записи в файл модели и управления моделью через интерфейс прикладного программирования открывают для разработчиков широкие воз­можности интеграции интерактивных руководств с любыми Windows-приложе­ниями.

Рис. 12.5 Автоматическое обновление номеров позиций модели 3DVIA Composer в среде ENOVIA SmarTeam

PLM

В последние годы в отраслевой прессе САПР все настойчивее и чаще использует­ся аббревиатура PLM, отчасти подменившая уже привычные CAD, САМ, CAE... Ведущие поставщики, в первую очередь Dassault Systems и Siemens PLM Soft­ware, просто используют только этот термин. Однако если среди поставщиков ре­шений термин стал сам собой разумеющимся, следует отметить, что потребители порой просто не знают, что именно за ним стоит. Чтобы понять, что это такое и в чем ключевое отличие от предыдущих технологий, стоит немного вспомнить ис­торию (рис. 13.1).

На самых ранних этапах развития проектных технологий единоличный разра­ботчик делал для себя эскизы будущих конструкций и сооружений, которыми он пользовался при руководстве выполняемыми работами. Так продолжалось до на­чала промышленной революции, то есть на рубеже XVIII-XIX веков, когда необ­ходимость разделения проектных работ и производства побудила создать стандартизованную систему чертежной документации, обеспечившую надежную пе­редачу проектной информации от конструктора на производство. Эта технология успешно просуществовала более двух столетий, значительная часть машинострои­тельных изделий, архитектурных сооружений была создана именно с ее исполь­зованием. Развитие компьютерных технологий позволило на рубеже 70-х годов XX века значительно снизить трудоемкость создания и особенно модификации чертежей за счет использования 2D CAD-систем. Рост требований к техническим характеристикам изделий и дальнейшее совершенствование компьютеров приве­ли к появлению в начале 80-х и широкому внедрению на рубеже 90-х годов трех­мерных систем проектирования, инженерного анализа и подготовки произ­водства.

Рис. 13.1 Этапы развития технологий разработки изделий

Трансформация мировой экономики в глобальную, высококонкурентную при­вела к необходимости решения задачи тотальной оптимизации всех этапов жиз­ненного цикла продукта – от формирования концепции и проектирования до из­готовления, эксплуатации и даже утилизации. Рассмотрим характерные условия, в которых оперируют современные предприятия и которым им необходимо про­тивостоять:

o малоактивный рынок;

o высокая конкуренция;

o глобализация, поглощение и объединение компаний;

o высокие запросы потребителей;

o растущая сложность продукции;

o жесткое государственное регулирование требований к качеству;

o растущие цены на комплектующие и материалы.

Все это накладывает особые требования к средствам автоматизации процесса проектирования и производства продуктов. В современных условиях предприя­тиям просто необходимо выполнить следующие условия:

o быть постоянно инновационными;

o оперативно реагировать на вызовы рынка;

o выпускать требуемый рынком продукт;

o минимизировать издержки.

Конечная цель любого предприятия – прибыль, эффективность бизнеса. Од­ной из характерных черт современного промышленного производства являются жесткие требования к конкурентоспособности продукции. Что, в свою очередь, требует и быстрых темпов разработки и запуска продукции в производство и на­лагает высокие требования на качество продукта, его соответствие рынку. Говоря инженерным языком, производство работает в меньших допусках относительно того, как это было двадцать-тридцать и даже десять лет назад. Это стало возмож­ным во многом благодаря широкому внедрению сначала САПР, затем организа­ции обмена данными между проектными и производственными системами, а на современном этапе – созданию систем, полностью описывающих жизненный цикл изделия от концепции до описания технологических процессов его изготов­ления и эксплуатации.