Організація і керування даними при
проектуванні складних виробів в системі V5
А.
І. Краснухіна, головний спеціаліст з PLM/PDM, компанія "Бі Пітрон"
Процес вдосконалення
конструкторського інструментарію, призначеного для автоматизованого
проектування складних виробів привів до появи в якості найбільш
прогресивного на даний момент способу інформаційної підтримки створення
вироби ідеї повного цифрового опису вироби, включаючи цифровий макет і
цифрову модель виробу. Провідний світовий вендор індустрії САПР компанія
Dassault Systemes реалізує цю ідеологію у своїй системі CATIA починаючи з
версії V4.
Однак методи і механізми реалізації ідеї
цифрового опису вироби в V4, так само як і в інших системах попереднього
покоління, недостатні для досягнення цієї мети. Головною перешкодою є
необхідність виконання, як мінімум, двох що суперечать один одному
вимог:
1. Насичення моделей усе більшим
кількістю елементів різного виду, таких як розрахункові схеми, правила,
перевірки, конфігураційні, межмодельние, внутрімодельние та інші зв'язки,
віртуальні об'єкти (паливо, повітря тощо), знання і багато чого іншого. У
результаті моделі, і без того "важкі" за своїм складом, стають ще
"Важче". 2. Підтримання повної інформаційної цілісності та асоціативності
цифрової моделі вироби.
Одночасне виконання хоча б тільки
цих двох вимог вимагало б від автоматизованих систем проектування
попереднього покоління таких обчислювальних потужностей, які не представляється
можливим забезпечити ні зараз, ні в доступному для огляду майбутньому.
Система CATIA V5 запропонувала нову
парадигму проектування, що має принципові відмінності від традиційного
підходу.
Традиційний підхід: робота з окремими
файлами, що містять всю геометричну інформацію, що визначає модель (3D, 2D
та ін); відсутність структурних компонентів для визначення збірки; для системи
управління даними було достатньо розпізнавати відносини між CAD-моделями.
Новий підхід (V5): робота в контексті
всієї збірки, але без необхідності повного завантаження збірки; асоціативність і
знання поширюються по всіх стадій проектування, але на кожній стадії
модель містить лише інформацію, необхідну на даній стадії. Повна
асоціативність всієї моделі реалізується за допомогою спеціальних посилань; для
управління даними необхідні відносини як між геометричними опціями, так
і між даними додатків CATIA, зокрема, потрібна підтримка всього
різноманіття зв'язків системи V5.
Крім того, від сучасної системи
автоматизованого проектування потрібна можливість реалізації, по крайней
мірою, наступних двох основоположних принципів.
1. Проект будь-якого виробу або його частини
повинен бути затребуваний не тільки на етапах проектування, конструювання та
технологічної підготовки виробництва, а й на всіх інших етапах
життєвого циклу. Завдяки реалізації даної вимоги CATIA має найбільшу
розвинену серед PLM-систем інформаційну модель виробу. Крім результуючої
геометрії з історією та керуючими параметрами в CATIA до складу електронного
проекту включені такі категорії інформаційних ресурсів, що відносяться до
виробу: теоретичні основи вироби (розрахункові схеми з формулами,
рівняннями, законами, сценаріями інженерних процесів та ін), що виконуються
(обчислювані) за командою або на вимогу; інженерні та адміністративні
правила і автоматичні процедури контролю їх виконання; автоматично
виконувані завдання на виконання замірів, аналізів, звітів та інших завдань,
необхідних для прийняття рішень як з боку програми, так і з боку
користувача; спеціалізовані форми представлення проекту, адаптовані
для певних споживачів (виробничого виконавця, що перевіряє
організації і т. д.); розвинена атрибутивна інформація про виріб і кожному його
компоненті (фізичні, технологічні, функціональні та інші властивості, асоціативно
пов'язані з геометричною і структурної інформацією); оптимізації, що виконуються
по команді або на вимогу і забезпечують необхідну глибину опрацювання
проекту з даного набору критеріїв; системні описи, аналізи та анімації
процесів життєвого циклу; подання всіх можливих станів вироби на
протягом життєвого циклу (заготовка - серія механічних операцій --
стан надходження на збірку - стан у момент виконання дії Х --
...) Без дублювання даних.
2. Проект будь-якого виробу повинен бути
придатний для накопичення інтелектуального капіталу на основі результатів будь-яких
успішно виконаних робіт. У CATIA реалізований механізм "вилучення" методу, з
допомогою якого отриманий конкретний результат, і оформлення його як швидко
відтвореного корпоративний стандарт. До складу методу можуть входити будь-які
види інформації про виріб, його зовнішніх зв'язках і умови його використання, а
також будь-які посилання на норми, правила і раніше зафіксовані методи. Завдяки
цій перевазі забезпечуються такі економічні показники діяльності
підприємства, як "Питома собівартість проектно-конструкторських робіт" і
динаміка її зниження (від проекту до проекту або з року в рік). Крім цього,
поліпшується використання інтелектуальних ресурсів підприємства й істотно
знижуються вимоги до кваліфікації користувача в разі застосування вже
існуючого методу. Перераховані обставини були тією сукупністю
причин, за якими компанія Dassault Systemes прийняла фактично революційне
рішення про розробку свого рішення на основі нової парадигми як побудови
самої системи, так і реалізується в ній процесу проектування. Показово,
що рішення було прийнято в умовах, коли система CATIA V4 отримала широке
розповсюдження і визнання, продовжувала підтримуватися і розвиватися. Нова
система, що отримала назву V5, розроблена з застосуванням кардинально нового
підходу до побудови як структури даних, так і механізмів реалізації
необхідних функцій.
Відзначимо, що успішний досвід розробки
системи V5 дозволив перейти до реалізації ще більш досконалою і
інтегрованої системи, що отримала назву система V6 або PLM 2.0.
Накопичений раніше досвід переходу від системи V4 до V5 дав можливість створення
декількох рівнів спеціальних засобів, що дозволяють забезпечити спільне
використання систем V5 і V6, а також здійснити плавний перехід до роботи з
V6.
Для реалізації можливостей,
розроблених в рамках нової парадигми, потрібна відповідна
інформаційна підтримка з боку систем, що мають найбільш поширене
назва "системи управління даними про продукцію" (PDM) та іменованих також у
залежно від виробника і заявлених функцій VPDM, CPD, CPC, cPDm та ін
Система V5 може розглядатися як
єдина платформа, на якій базуються всі основні рішення компанії Dassault
Systemes.
Крім CAD/CAM/CAE CATIA в систему V5
входять, наприклад, PDM-системи ENOVIA VPLM і ENOVIA SMARTEAM, система
моделювання технологічних процесів DELMIA і цілий ряд рішень партнерів по
розробці, наприклад рішення компанії MSC.
При цьому, функціонал V5, зокрема
механізми роботи з великими збірками, реалізований в різних продуктах,
забезпечуючи різні рівні повноти функціонала: базовий рівень (CATIA +
файлова система); просунутий рівень (CATIA + ENOVIA SMARTEAM); максимальний
рівень (CATIA + ENOVIA VPLM).
Основні механізми ядра V5:
пов'язане проектування (Relational Design); проектування в контексті
(Design in Context); паралельне проектування (Concurrent Engineering); управління
знаннями (Knowledge Management).
Пов'язане проектування
Одним з рішень, що складають основу
сучасного автоматизованого проектування, є пов'язане
проектування Relational Design (RD), вперше реалізований в системі V5 і,
поряд з іншими прогресивними технологіями, яка підтримується системою ENOVIA
як частина стандартної функціональності. RD забезпечує паралельне,
розділене по стадіях проектування зі збереженням повної асоціативності всій
моделі на всіх стадіях з використанням і накопиченням знань. RD є одним
з основних механізмів, що дозволяють працювати з великими багатокомпонентними
збірками і створювати повні цифрові моделі таких складних виробів, як,
наприклад, судно, літак, автомобіль та ін
Проектування в контексті
Проектування в контексті дозволяє
конструктору визначити контекст (оточення), необхідний для проектування
необхідної на даний момент частини виробу, незалежно від того, наскільки складна і
велика структура всього виробу. При цьому, контекст містить тільки ті елементи,
які впливають на проектовану частину, наприклад: контактують частини або
збірки; результати аналізу взаємовпливів; скелетон вироби; варіанти
конфігурації.
Паралельне проектування
Паралельне проектування - це метод,
при якому різні учасники процесу проектування можуть паралельно
виконувати роботи з одним і тим же сегментом вироби, що значно прискорює
весь процес. У традиційному проектуванні подібні роботи виконуються
послідовно. Найважливіші технології проектування складних виробів,
реалізовані в системі V5:
1. проектування "зверху вниз", створення
конфігурується структури вироби до виконання конструювання компонентів
виробу в CAD-системі;
2. конструювання на основі
"Скелетон";
3. паралельне випереджаючий
проектування, тобто створення моделей компонентів вироби до завершення
первинного визначення структури вироби;
4. проектування в контексті збірки;
5. керування конфігураціями і
варіантами;
6. проектування в конфігурувати
контексті збірки;
7. побудова різних уявлень
структури виробу і його складових і керування ними; 8. формування пакетів
робіт "на льоту" при створенні моделі вироби (альтернативний метод створення
структури моделі виробу, що дозволяє распараллелівать виконання робіт);
9. спільна робота різних груп
користувачів: визначення ролей і повноважень, створення спеціалізованої
середовища та диференційоване оснащення робочих місць для різних категорій
користувачів, визначення порядку взаємодії користувачів;
10. створення та робота з "віртуальними
збірками ", тобто зі складками, що не мають реального еквівалента у складі
вироби. Ця унікальна можливість забезпечується за допомогою механізму
визначення і використання фільтрації за різними критеріями, наприклад за
займаного об'єму. Механізм "віртуальних збірок" дозволяє конструктору
працювати в будь-якому необхідному йому контексті, витягуючи контекст із збірок будь-якого
рівня складності, включаючи повну цифрову модель виробу. Після збереження
результатів роботи з віртуальною збіркою реальна модель залишається в цілісному і
несуперечливою (консистентним) стані;
11. проведення змін як в рамках
традиційного опису бізнес-процесів (workflow), так і шляхом створення "на льоту"
пакетів пов'язаних робіт з виконання змін за допомогою унікального механізму
Action Flow;
12. аналіз впливу змін на інші
компоненти вироби;
13. проведення аналізу зіткнень,
зазорів і т. д.;
14. використання шаблонів;
15. управління знаннями;
16. побудову та супровід цифровий
моделі виробу, ведення складу вироби;
17. спільна робота в середовищі
розширеного підприємства.
Слід зазначити, що реалізація всіх
можливостей системи V5, особливо важливих для проектування складних виробів,
досягається тільки при спільному використанні системи CATIA і VPDM-системи
ENOVIA VPLM.
Є спеціальна методологія роботи з
великими збірками при автономному використанні системи CATIA на файловій
системі, однак її далеко недостатньо для вирішення поставленого завдання.
Обмежена підтримка деяких з перерахованих 17-ти рішень досягається при
використанні PDM-системи ENOVIA SMARTEAM, яка досить добре відома в
Росії і успішно застосовується при проектуванні виробів середньої складності.
У цій статті розглядаються
деякі особливості системи ENOVIA VPLM і приводиться порівняльне опис
повноти реалізації можливостей V5 у випадку автономного використання CATIA і
роботи з системами ENOVIA SMARTEAM і ENOVIA VPLM.
ENOVIA VPLM
ENOVIA VPLM є найбільш
функціональним рішенням, призначеним для підприємств, що розробляють
продукцію високої складності, з великою кількістю складових компонентів,
варіантність виконання і необхідністю створення повної цифрової моделі
вироби. При цьому цифрова модель, створена з використанням VPLM, включає
все необхідне для всіх стадій життєвого циклу виробу, для різних груп
користувачів, а також для проведення випробувань і моделювання виробництва і
експлуатації. ENOVIA VPLM інтегрована з іншими компонентами системи V5,
такими як CATIA, DELMIA та ін ENOVIA VPLM є єдиною VPDM-системою,
підтримує всі можливості системи V5. Зокрема, тільки за підтримки
VPLM може функціонувати весь набір можливостей, закладених в систему CATIA.
Крім того, VPLM включає в себе деякі розширення, наприклад управління
проникненнями (Penetration Management).
VPLM в першу чергу призначена для
роботи в таких галузях, як авіабудування, суднобудування, автомобілебудування.
Крім того, є позитивний досвід використання VPLM в інших областях,
де продукція має подібний рівень складності. Як приклад можна
привести міжнародну програму створення експериментального термоядерного
реактора.
Для забезпечення взаємодії та
спільної роботи на підприємстві починаючи з самих ранніх етапів проектування
ENOVIA VPLM надає так зване простір для спільної роботи --
взаємозалежну середовище, в якому всі учасники процесів життєвого циклу
вироби (конструктори, маркетологи, співробітники відділу продажів,
виробничники, постачальники, замовники тощо) мають суворо авторизований
доступ до даних інших учасників проекту. Використовуючи спеціальні
інструменти, VPLM дозволяє зберігати знання та інформацію про вироби та їх компоненти,
управляти ними, проводити відповідні інженерні розрахунки, моделювання та
планування на всьому протязі процесу розробки вироби. VPLM дозволяє
управляти збірками, включаючи всі реляційні зв'язку, що знаходяться в сховищі.
Коли яка-небудь деталь або складання змінюється, VPLM визначає і візуально
представляє взаємопов'язані компоненти та процеси в дереві чи графі
структури. VPLM забезпечує відстеження цих змін і вказує
конструкторам компоненти, пов'язані із змінним об'єктом, а також
автоматично ініціює спеціальні робочі потоки, які відстежують зміни.
Більшість PLM-систем, включаючи VPLM, підтримують роботу з попередньо
запланованими потоками бізнес-процесів (workflow), наприклад для виконання інженерних
змін або випуску інформації про виріб. Однак, на відміну від інших
систем, завдяки застосуванню технології Relational Design в VPLM можна
автоматично або вручну ініціювати спеціальні робочі потоки, які
забезпечують розпізнавання і аналіз каскадних взаємодій змін. Ця
функціональна можливість (Action Flow) допомагає проектувальникам
оптимізувати проект як можна раніше, коли витрати на зміни ще
невеликі. При цьому не виникає затримок, до яких часто приводить
використання традиційних засобів workflow, особливо на ранніх стадіях
розробки, коли число змін особливо велика.
Порівняльне опис повноти реалізації
можливостей V5
Використання файлової системи
При використанні файлової системи
забезпечується тільки базовий рівень функціональності системи V5, що спричиняє
за собою істотні обмеження у застосуванні концепції Relational Design.
Робота з ідентифікації і управління цілісними наборами даних повністю
лягає на користувача.
Проведення змін вимагає завантаження
збірки в CATIA, що для великих збірок з великою кількістю складних зв'язків
може займати тривалий час, вимагає ручної перевірки і може призводити до
значній кількості помилок. При цьому складання, завантажується в CATIA, повинна бути
повної і включати всі пов'язані документи, у тому числі й з інших збірок. Під
час роботи конструктора із збіркою описують її документи стають
недоступними для інших користувачів.
Слід зазначити, що застосування
спеціальних методологій роботи з большімі збірками (використання полегшених
уявлень, режим візуалізації, неповне розкриття дерева збирання і т.д.)
забезпечує лише частковий ефект. У цьому випадку істотно обмежуються
можливості спільної і паралельної роботи декількох конструкторів над
складанням.
Використання системи ENOVIA SMARTEAM
При використанні системи ENOVIA SMARTEAM
забезпечується часткова підтримка концепції Relational Design і лише частково
підтримується паралельна робота користувачів.
ENOVIA SMARTEAM "розуміє" сенс зв'язків
CATIA, що дозволяє користувачеві вибирати для змін ті дані, в контексті
яких він працює. Процес взяття даних на зміну автоматизований, що
дозволяє користувачеві не витрачати значний час і сили на перевірку
цілісності даних. Також можливо проаналізувати вплив змін і
модифікацій на виріб в цілому. Проте в даному варіанті залишаються
серйозні обмеження в порівнянні з повномасштабним VPDM-підходом. Внесення
змін в будь-яку модель (деталь або складання) вимагає завантаження в CATIA
збірки, до складу якої входить змінна модель, а також пов'язаних з нею
деталей, які можуть входити до складу інших збірок. При цьому необов'язково
"Вилучати" з PDM-системи ті моделі, зміни яких не виробляються
безпосередньо в даний момент, достатньо відкрити їх лише для читання. Так
ж, як при роботі з файловою системою, для підтримки цілісності структури
вироби зміни в ній необхідно проводити в CATIA, але можливість
розпізнавання зв'язків CATIA істотно полегшує цей процес, оберігає від
помилок, допомагає забезпечувати збереження цілісності зборок і асоціативності в
контексті всього вироби.
Використання системи ENOVIA VPLM
В цілому, використання VPLM дозволяє
"Задіяти" всю функціональність системи V5.
ENOVIA VPLM може управляти структурою
вироби, а також всіма межмодельнимі і внутрімодельнимі зв'язками системи CATIA.
Система дозволяє здійснювати редагування будь-якої комбінації моделей без
необхідності завантаження повної збірки, що є набагато більш ефективним
способом роботи в системі. При цьому забезпечується гнучкість і масштабованість
при роботі на будь-якому рівні складання або виробу в цілому. Є можливість
завантажувати тільки ті моделі, які відносяться до необхідного контексту,
конфігурації або варіанту вироби. Завдяки цьому різко збільшується
продуктивність роботи конструктора, зменшується час завантаження деталей в CAD,
полегшується робота при проведенні змін. Механізм "віртуальних збірок"
дозволяє конструктору працювати в будь-якому необхідному йому контексті, витягуючи
контекст із збірок будь-якого рівня складності, включаючи повну цифрову модель
вироби. Після збереження результатів роботи з віртуальною збіркою, реальна
модель залишається в цілісному і сумісний стані.
Зміни в структурі вироби можливо
робити як в CATIA, так і в ENOVIA VPLM, цілісність даних при цьому
зберігається. У ENOVIA VPLM вельми ефективно організований процес управління
колізіями (Clash Analysis), який здійснює ідентифікацію перетинів, зіткнень
і зазорів без завантаження збірки в CAD-систему. Clash Analysis виробляється в
VPLM, після чого видається звіт або повідомлення про необхідність зміни моделі.
А. І. Краснухіна, головний спеціаліст з
PLM/PDM, компанія "Бі Пітрон"
Список літератури
Раціональне Управління Підприємством № 6
2008
Організація і керування даними при
проектуванні складних виробів в системі V5
А.
І. Краснухіна
Процес вдосконалення
конструкторського інструментарію, призначеного для автоматизованого
проектування складних виробів привів до появи в якості найбільш
прогресивного на даний момент способу інформаційної підтримки створення
вироби ідеї повного цифрового опису вироби, включаючи цифровий макет і
цифрову модель виробу. Провідний світовий вендор індустрії САПР компанія
Dassault Systemes реалізує цю ідеологію у своїй системі CATIA починаючи з
версії V4.
Однак методи і механізми реалізації ідеї
цифрового опису вироби в V4, так само як і в інших системах попереднього
покоління, недостатні для досягнення цієї мети. Головною перешкодою є
необхідність виконання, як мінімум, двох що суперечать один одному
вимог:
1. Насичення моделей усе більшим
кількістю елементів різного виду, таких як розрахункові схеми, правила,
перевірки, конфігураційні, межмодельние, внутрімодельние та інші зв'язки,
віртуальні об'єкти (паливо, повітря тощо), знання і багато чого іншого. У
результаті моделі, і без того "важкі" за своїм складом, стають ще
"Важче". 2. Підтримання повної інформаційної цілісності та асоціативності
цифрової моделі вироби.
Одночасне виконання хоча б тільки
цих двох вимог вимагало б від автоматизованих систем проектування
попереднього покоління таких обчислювальних потужностей, які не представляється
можливим забезпечити ні зараз, ні в доступному для огляду майбутньому.
Система CATIA V5 запропонувала нову
парадигму проектування, що має принципові відмінності від традиційного
підходу.
Традиційний підхід: робота з окремими
файлами, що містять всю геометричну інформацію, що визначає модель (3D, 2D
та ін); відсутність структурних компонентів для визначення збірки; для системи
управління даними було достатньо розпізнавати відносини між CAD-моделями.
Новий підхід (V5): робота в контексті
всієї збірки, але без необхідності повного завантаження збірки; асоціативність і
знання поширюються по всіх стадій проектування, але на кожній стадії
модель містить лише інформацію, необхідну на даній стадії. Повна
асоціативність всієї моделі реалізується за допомогою спеціальних посилань; для
управління даними необхідні відносини як між геометричними опціями, так
і між даними додатків CATIA, зокрема, потрібна підтримка всього
різноманіття зв'язків системи V5.
Крім того, від сучасної системи
автоматизованого проектування потрібна можливість реалізації, по крайней
мірою, наступних двох основоположних принципів.
1. Проект будь-якого виробу або його частини
повинен бути затребуваний не тільки на етапах проектування, конструювання та
технологічної підготовки виробництва, а й на всіх інших етапах
життєвого циклу. Завдяки реалізації даної вимоги CATIA має найбільшу
розвинену серед PLM-систем інформаційну модель виробу. Крім результуючої
геометрії з історією та керуючими параметрами в CATIA до складу електронного
проекту включені такі категорії інформаційних ресурсів, що відносяться до
виробу: теоретичні основи вироби (розрахункові схеми з формулами,
рівняннями, законами, сценаріями інженерних процесів та ін), що виконуються
(обчислювані) за командою або на вимогу; інженерні та адміністративні
правила і автоматичні процедури контролю їх виконання; автоматично
виконувані завдання на виконання замірів, аналізів, звітів та інших завдань,
необхідних для прийняття рішень як з боку програми, так і з боку
користувача; спеціалізовані форми представлення проекту, адаптовані
для певних споживачів (виробничого виконавця, що перевіряє
організації і т. д.); розвинена атрибутивна інформація про виріб і кожному його
компоненті (фізичні, технологічні, функціональні та інші властивості,
асоціативно пов'язані з геометричною і структурної інформацією);
оптимізації, що виконуються за командою або на вимогу і забезпечують
необхідну глибину опрацювання проекту з даного набору критеріїв; системні
опису, аналізи та анімації процесів життєвого циклу; подання всіх
можливих станів виробу протягом життєвого циклу (заготовка - серія
механічних операцій - стан надходження на збірку - стан у момент
виконання дії Х - ...) без дублювання даних.
2. Проект будь-якого виробу повинен бути
придатний для накопичення інтелектуального капіталу на основі результатів будь-яких
успішно виконаних робіт. У CATIA реалізований механізм "вилучення" методу, з
допомогою якого отриманий конкретний результат, і оформлення його в якості
швидко відтвореного корпоративний стандарт. До складу методу можуть входити
будь-які види інформації про виріб, його зовнішніх зв'язках і умови його
використання, а також будь-які посилання на норми, правила і раніше зафіксовані
методи. Завдяки цій перевазі забезпечуються такі економічні
показники діяльності підприємства, як "Питома собівартість
проектно-конструкторських робіт "і динаміка її зниження (від проекту до проекту або
з року в рік). Крім цього, поліпшується використання інтелектуальних
ресурсів підприємства й істотно знижуються вимоги до кваліфікації
користувача в разі застосування вже існуючого методу. Перераховані
обставини були тією сукупністю причин, за якими компанія Dassault
Systemes фактично прийняла революційне рішення про розробку свого рішення
на основі нової парадигми як побудови самої системи, так і реалізується в
ній процесу проектування. Показово, що рішення було прийнято в умовах,
коли система CATIA V4 набула широкого поширення і визнання, продовжувала
підтримуватися і розвиватися. Нова система, що отримала назву V5,
розроблена з застосуванням кардинально нового підходу до побудови як структури
даних, так і механізмів реалізації необхідних функцій.
Відзначимо, що успішний досвід розробки
системи V5 дозволив перейти до реалізації ще більш досконалою і
інтегрованої системи, що отримала назву система V6 або PLM 2.0.
Накопичений раніше досвід переходу від системи V4 до V5 дав можливість створення
декількох рівнів спеціальних засобів, що дозволяють забезпечити спільне
використання систем V5 і V6, а також здійснити плавний перехід до роботи з
V6.
Для реалізації можливостей,
розроблених в рамках нової парадигми, потрібна відповідна
інформаційна підтримка з боку систем, що мають найбільш поширене
назва "системи управління даними про продукцію" (PDM) та іменованих також у
залежно від виробника і заявлених функцій VPDM, CPD, CPC, cPDm та ін
Система V5 може розглядатися як
єдина платформа, на якій базуються всі основні рішення компанії Dassault
Systemes.
Крім CAD/CAM/CAE CATIA в систему V5
входять, наприклад, PDM-системи ENOVIA VPLM і ENOVIA SMARTEAM, система
моделювання технологічних процесів DELMIA і цілий ряд рішень партнерів по
розробці, наприклад рішення компанії MSC.
При цьому, функціонал V5, зокрема
механізми роботи з великими збірками, реалізований в різних продуктах,
забезпечуючи різні рівні повноти функціонала: базовий рівень (CATIA +
файлова система); просунутий рівень (CATIA + ENOVIA SMARTEAM); максимальний
рівень (CATIA + ENOVIA VPLM).
Основні механізми ядра V5:
пов'язане проектування (Relational Design); проектування в контексті
(Design in Context); паралельне проектування (Concurrent Engineering);
управління знаннями (Knowledge Management).
Пов'язане проектування
Одним з рішень, що складають основу
сучасного автоматизованого проектування, є пов'язане проектування
Relational Design (RD), вперше реалізований в системі V5 і, разом з іншими
прогресивними технологіями, яка підтримується системою ENOVIA як частина
стандартної функціональності. RD забезпечує паралельне, розділене по
стадіях проектування зі збереженням повної асоціативності всієї моделі на всіх
стадіях з використанням і накопиченням знань. RD є одним з основних
механізмів, що дозволяють працювати з великими багатокомпонентними збірками і
створювати повні цифрові моделі таких складних виробів, як, наприклад, судно,
літак, автомобіль та ін
Проектування в контексті
Проектування в контексті дозволяє
конструктору визначити контекст (оточення), необхідний для проектування
необхідної на даний момент частини виробу, незалежно від того, наскільки складна і
велика структура всього виробу. При цьому, контекст містить тільки ті елементи,
які впливають на проектовану частину, наприклад: контактують частини або
збірки; результати аналізу взаємовпливів; скелетон вироби; варіанти
конфігурації.
Паралельне проектування
Паралельне проектування - це метод,
при якому різні учасники процесу проектування можуть паралельно
виконувати роботи з одним і тим же сегментом вироби, що значно прискорює
весь процес. У традиційному проектуванні подібні роботи виконуються
послідовно. Найважливіші технології проектування складних виробів,
реалізовані в системі V5:
1. проектування "зверху вниз", створення
конфігурується структури вироби до виконання конструювання компонентів вироби
в CAD-системі;
2. конструювання на основі
"Скелетон";
3. паралельне випереджаючий
проектування, тобто створення моделей компонентів вироби до завершення
первинного визначення структури вироби;
4. проектування в контексті збірки;
5. керування конфігураціями і
варіантами;
6. проектування в конфігурувати
контексті збірки;
7. побудова різних уявлень
структури виробу і його складових і керування ними; 8. формування пакетів
робіт "на льоту" при створенні моделі вироби (альтернативний метод створення
структури моделі виробу, що дозволяє распараллелівать виконання робіт);
9. спільна робота різних груп
користувачів: визначення ролей і повноважень, створення спеціалізованої
середовища та диференційоване оснащення робочих місць для різних категорій
користувачів, визначення порядку взаємодії користувачів;
10. створення та робота з "віртуальними
збірками ", тобто зі складками, що не мають реального еквівалента у складі
вироби. Ця унікальна можливість забезпечується за допомогою механізму
визначення і використання фільтрації за різними критеріями, наприклад за
займаного об'єму. Механізм "віртуальних збірок" дозволяє конструктору
працювати в будь-якому необхідному йому контексті, витягуючи контекст із збірок будь-якого
рівня складності, включаючи повну цифрову модель виробу. Після збереження
результатів роботи з віртуальною збіркою реальна модель залишається в цілісному і
несуперечливою (консистентним) стані;
11. проведення змін як в рамках
традиційного опису бізнес-процесів (workflow), так і шляхом створення "на льоту"
пакетів пов'язаних робіт з виконання змін за допомогою унікального механізму
Action Flow;
12. аналіз впливу змін на інші
компоненти вироби;
13. проведення аналізу зіткнень,
зазорів і т. д.;
14. використання шаблонів;
15. управління знаннями;
16. побудову та супровід цифровий
моделі виробу, ведення складу вироби;
17. спільна робота в середовищі
розширеного підприємства.
Слід зазначити, що реалізація всіх
можливостей системи V5, особливо важливих для проектування складних виробів,
досягається тільки при спільному використанні системи CATIA і VPDM-системи
ENOVIA VPLM.
Є спеціальна методологія роботи з
великими збірками при автономному використанні системи CATIA на файловій
системі, однак її далеко недостатньо для вирішення поставленого завдання.
Обмежена підтримка деяких з перерахованих 17-ти рішень досягається при
використанні PDM-системи ENOVIA SMARTEAM, яка досить добре відома в
Росії і успішно застосовується при проектуванні виробів середньої складності.
У цій статті розглядаються
деякі особливості системи ENOVIA VPLM і приводиться порівняльне опис
повноти реалізації можливостей V5 у випадку автономного використання CATIA і
роботи з системами ENOVIA SMARTEAM і ENOVIA VPLM.
ENOVIA VPLM
ENOVIA VPLM є найбільш
функціональним рішенням, призначеним для підприємств, що розробляють
продукцію високої складності, з великою кількістю складових компонентів,
варіантність виконання і необхідністю створення повної цифрової моделі
вироби. При цьому цифрова модель, створена з використанням VPLM, включає
все необхідне для всіх стадій життєвого циклу виробу, для різних груп
користувачів, а також для проведення випробувань і моделювання виробництва і
експлуатації. ENOVIA VPLM інтегрована з іншими компонентами системи V5,
такими як CATIA, DELMIA та ін ENOVIA VPLM є єдиною VPDM-системою,
підтримує всі можливості системи V5. Зокрема, тільки за підтримки
VPLM може функціонувати весь набір можливостей, застави?? енних в систему CATIA.
Крім того, VPLM включає в себе деякі розширення, наприклад управління
проникненнями (Penetration Management).
VPLM в першу чергу призначена для
роботи в таких галузях, як авіабудування, суднобудування, автомобілебудування.
Крім того, є позитивний досвід використання VPLM в інших областях,
де продукція має подібний рівень складності. Як приклад можна
привести міжнародну програму створення експериментального термоядерного
реактора.
Для забезпечення взаємодії та
спільної роботи на підприємстві починаючи з самих ранніх етапів проектування
ENOVIA VPLM надає так зване простір для спільної роботи --
взаємозалежну середовище, в якому всі учасники процесів життєвого циклу
вироби (конструктори, маркетологи, співробітники відділу продажів,
виробничники, постачальники, замовники тощо) мають суворо авторизований
доступ до даних інших учасників проекту. Використовуючи спеціальні
інструменти, VPLM дозволяє зберігати знання та інформацію про вироби та їх
компонентах, управляти ними, проводити відповідні інженерні розрахунки,
моделювання та планування на всьому протязі процесу розробки вироби.
VPLM дозволяє управляти збірками, включаючи всі реляційні зв'язку, що знаходяться в
сховище. Коли яка-небудь деталь або складання змінюється, VPLM визначає і
візуально представляє взаємопов'язані компоненти та процеси в дереві чи графі
структури. VPLM забезпечує відстеження цих змін і вказує
конструкторам компоненти, пов'язані із змінним об'єктом, а також
автоматично ініціює спеціальні робочі потоки, які відстежують зміни.
Більшість PLM-систем, включаючи VPLM, підтримують роботу з попередньо
запланованими потоками бізнес-процесів (workflow), наприклад для виконання інженерних
змін або випуску інформації про виріб. Однак, на відміну від інших
систем, завдяки застосуванню технології Relational Design в VPLM можна
автоматично або вручну ініціювати спеціальні робочі потоки, які
забезпечують розпізнавання і аналіз каскадних взаємодій змін. Ця
функціональна можливість (Action Flow) допомагає проектувальникам
оптимізувати проект як можна раніше, коли витрати на зміни ще невеликі.
При цьому не виникає затримок, до яких часто приводить використання
традиційних засобів workflow, особливо на ранніх стадіях розробки, коли
число змін особливо велика.
Порівняльне опис повноти реалізації
можливостей V5
Використання файлової системи
При використанні файлової системи
забезпечується тільки базовий рівень функціональності системи V5, що спричиняє
за собою істотні обмеження у застосуванні концепції Relational Design.
Робота з ідентифікації і управління цілісними наборами даних повністю
лягає на користувача.
Проведення змін вимагає завантаження
збірки в CATIA, що для великих збірок з великою кількістю складних зв'язків
може займати тривалий час, вимагає ручної перевірки і може призводити до
значно
