7.3 « Топ системы » - t-flex

Методы комплексной автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства предприятий. Сегодня многие предприятия все чаще предпочита­ют комплексную автоматизацию всего жизненного цикла изделия, выигрышную во многих отношени­ях, автоматизации отдельных элементов процесса подготовки производства, которая дает достаточно ограниченный эффект. Для этого существуют различ­ные подходы и методы, эффективность которых мо­жет существенно различаться.

Фирма «Топ Системы» предлагает комплексное ре­шение задач конструкторско-технологической подго­товки производства на базе программных продуктов T-FLEX. В цепочке программных продуктов T-FLEX все части взаимосвязаны между собой: T-FLEX CAD 2D, T-FLEX CAD 3D, T-FLEX ЧПУ 2D, T-FLEX ЧПУ 3D — одно целое, T-FLEX/ТехноПро интег­рировано с T-FLEX CAD на уровне разработчиков. Назовем это предложение — путь фирмы «Топ Системы» [15].

Рассмотрим некоторые предложения других рос­сийских фирм-разработчиков и фирм-продавцов, ра­ботающих в этом направлении. Упрощенно схема сво­дится к следующему: в области 3D предлагается из­вестная зарубежная система трехмерного моделиро­вания, в области 2D — известная российская система, в области ЧПУ — известная зарубежная или россий­ская система. Между собой эти системы обменива­ются информацией: 3D-2D-ЧПУ. Для удобства пос­ледующего повествования назовем это предложение «другой» путь.

Теперь попробуем сравнить оба предложения на конкретном примере проектирования отдельной де­тали. Путь фирмы «Топ Системы» — все создается в единой интегрированной системе T-FLEX CAD 2D/ 3D/CAM: создание ЗD-мoдeли — создание по 3D-модели чертежной документации — создание управ­ляющей программы для станка с ЧПУ. При этом воз­можен альтернативный вариант проектирования: чер­тежи детали — ЗD-модель — и т.д. Результат — еди­ный документ T-FLEX CAD, в котором хранится вся информация о детали и ее изготовлении. В любой момент можно изменить какие-либо параметры де­тали с автоматическим обновлением всех необходимых данных остальных подсистем. И разумеется, все модули построены на едином пользовательском интерфейсе в единой программной среде — среде сис­темы T-FLEX CAD. Кроме того, хранение и управ­ление данными и проектами может быть организовано с помощью системы T-FLEX DOCs, которая непосредственно взаимодействует с программами се­рии T-FLEX.

«Другой» путь — создание ЗD-мoдeли в известной зарубежной системе ЗD-мoдeлиpoвaния. Для получе­ния чертежей создаются 2D-npoeкции, которые экс­портируются из системы моделирования в стандарт­ном формате передачи геометрической информации, например DXF. Затем эти данные импортируются в несвязанную с системой моделирования 2D-системy, в которой на основе этих проекций оформляется чер­тежная документация. Для системы ЧПУ данные так­же экспортируются в промежуточный формат (напри­мер, IGES), а затем импортируются в систему ЧПУ, в которой необходимо затем ввести дополнительную информацию, связанную с обработкой, и после это­го создается управляющая программа. Альтернатив­ных вариантов при этом пути нет, а если есть — они значительно все усложняют. Результат: ЗD-мoдeль в одной системе, чертежи — в другой, программа для станка — в третьей. Помимо того что данные ото­рваны друг от друга и их общая модификация при­водит к большим сложностям, все программы по­строены на различных пользовательских интерфейсах, что значительно усложняет освоение и работу. Следует также отметить, что в ряде случаев могут возникнуть проблемы при передаче данных, поскольку экспорт и импорт промежуточных форматов данных нестабилен и не всегда может быть гарантирован.

Сделаем фантастическое предположение, что сис­темы, предлагаемые при «другом» пути, настолько хороши, что обеспечивают значительный выигрыш по времени проектирования по сравнению с путем фир­мы «Топ Системы». Но, как известно, процесс про­ектирования итерационный, то есть требует внесе­ния изменений. Посмотрим, что получается при из­менении модели детали.

Путь фирмы «Топ Системы»: необходимо только изменить параметры детали, а все остальное (проек­ции, чертежи, УП-программу), с небольшими дора­ботками оформления, система T-FLEX CAD сделает автоматически.

«Другой» путь: ЗD-модель изменяется так же лег­ко, как и в T-FLEX CAD, а вот дальше наблюдается существенная разница. Придется пройти весь после­дующий путь, как если бы вы проектировали новую деталь, то есть с теми же затратами времени. Снова нужно получить проекции, передать их через проме­жуточный формат в чертежную систему и в ней за­ново построить все недостающие элементы. Точно так же нужно заново передавать данные и в систему ЧПУ, с повторным вводом параметров обработки.

Из этого можно сделать вывод, что даже если предположить, что «другой» путь дает выигрыш во вре­мени (10, 50, 100%), время, затраченное на прове­дение изменений, будет неизмеримо больше, и оно будет расти по мере увеличения количества измене­ний модели. В данном примере мы рассмотрели толь­ко цепочку 3D-2D-ЧПУ. Если же к этой цепочке до­бавить еще и подготовку технологической документации или взять сборочную конструкцию, то разница в подходах будет еще более очевидной.

Хотелось бы также отметить, что рассматриваемый «другой» путь имеет огромное множество вариантов и пользователи могут создавать любые комбинации, ничуть не уступающие тем, что предлагаются конк­ретным продавцом. Главное, чтобы системы имели возможность принимать и передавать стандартные форматы передачи геометрической информации. Од­нако еще раз заметим, что этот путь является дале­ко не самым эффективным способом автоматизации.

Тенденции развития САПР в мире направлены именно на интеграцию программных продуктов в единую программную платформу, а не на комбина­цию различных систем. Именно поэтому все систе­мы, функционирующие на рабочих станциях и зани­мающие ведущие позиции в мире (Unigraphics, Pro/Engineer, CATIA и др.), предлагают интегрированные решения в рамках единой программной платформы.

Исходя из вышесказанного, мы считаем, что пропагандирование «другого» пути для автоматизации конструкторско-технологической подготовки произ­водства российских предприятий как «новой технологии», мягко говоря, не соответствует действитель­ности и вводит в заблуждение как руководителей, так и специалистов предприятий.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что все вышеизложенное не является принижением досто­инств тех или иных российских разработок, а слу­жит ответом на часто задаваемые вопросы по поводу получаемых российскими предприятиями предложе­ний по комплексной автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства.

Параметризация в T-FLEX CAD. Сегодня на рынке программ трехмерного твердотель­ного моделирования практически нет систем, кото­рые не обладали бы параметрическими возможнос­тями. Параметризация существенно облегчает модификацию проектируемого изделия и повторное использование уже существующих моделей, но с новыми параметрами. При этом, как правило, про­исходит параметризация на уровне эскиза (профи­ля) для трехмерной операции и значений атрибутов операций (например, величина выталкивания). Та­кая параметризация дает возможность изменять форму эскиза или величину параметров операций, что, позволяет удобно модифицировать трехмерную мо­дель.

В системах подготовки чертежей использование параметризации существенно ограничено. Кроме T-FLEX CAD, ни одна система, в том числе лучшие зару­бежные, не позволяет получать параметрические чер­тежи любой сложности, включая сборочные чертежи. В лучшем случае системы оснащаются параметричес­кими библиотеками стандартных элементов. Но ис­пользовать тысячи, десятки и сотни тысяч парамет­рически связанных между собой элементов позво­ляет только T-FLEX CAD. Это легко объяснимо. Практически во всех системах, кроме T-FLEX CAD, включая такие, например, как SolidWorks, Solid Edge, Autodesk Mechanical Desktop, Inventor, используется параметрическая подсистема фирмы D-CUBED, построенная на так называемой размерной параметри­зации. Эта подсистема ориентирована прежде всего на построение эскизов для трехмерных операций и имеет определенные количественные ограничения. Кроме того, размерная параметризация часто приво­дит к ситуациям с неоднозначными решениями параметрического пересчета. В T-FLEX CAD исполь­зуется геометрическая параметризация, которая все­гда приводит к предсказуемому результату.

Однако при рекламе своих программ многие раз­работчики по вполне понятным причинам не торо­пятся раскрывать качественную сторону дела. Заяв­ляя, что та или иная программа является параметрической, они пытаются как бы закрыть некоторый пункт в списке функциональных возможностей. Од­нако, как показывает анализ, параметризация пара­метризации рознь. В T-FLEX CAD параметрическим является все — от положения линий и элементов сборочного чертежа до содержимого текста и любых атрибутов элементов. При этом параметры могут на­ходиться между собой в любых взаимоотношениях. Такого уровня параметризации нет ни в одной сис­теме черчения. Конкурирующие фирмы часто пыта­ются критиковать систему T-FLEX CAD как слиш­ком сложную для создания чертежей. Якобы из-за параметризации чертежи неудобно создавать и слож­но изменять. Однако в подавляющем большинстве случаев, подробно изучив систему T-FLEX CAD, специалисты убеждаются в том, что она достаточно проста в работе и полностью соответствует стилю ра­боты проектировщиков. Если же кто-то не желает ис­пользовать параметризацию, то может и не делать этого, работая в том же ключе, что и в любых дру­гих современных системах черчения, таких как AutoCAD.

Что касается трехмерного моделирования, то и в этом случае параметризация T-FLEX по своим воз­можностям превосходит другие программы. Во-пер­вых, для построения эскизов используются мощные механизмы параметризации, применяемой в двухмер­ной версии. Точно так же любые атрибуты трехмер­ных операций могут быть параметрически изменены. Однако T-FLEX CAD идет еще дальше. Многие пользователи систем моделирования, наверное, не раз сталкивались с проблемами при модификации моде­лей. При пересчете параметров измененных моделей часто появляются проблемы с восстановлением цепочки операций, следующих одна за другой, в связи с возникающими трудностями восстановления иденти­фикации исходных элементов: Это касается и отдель­ных деталей, и сборочных конструкций, имеющих склонность «рассыпаться», и чертежей, полученных на основе трехмерных моделей. Проведенный анализ показал, что параметрические механизмы T-FLEX CAD значительно более устойчивы к такого рода проблемам и часто уверенно справляются в тех случаях, когда другие программы просто «слетают».

3D-моделирование. Еще одним аргументом в арсенале конкурентов фир­мы «Топ Системы» является то, что в T-FLEX CAD трехмерную модель якобы можно построить только на основе двухмерного чертежа, а работа непосред­ственно в трехмерном пространстве невозможна. Во-первых, действительно, в отличие от большинства известных систем T-FLEX CAD дает возможность создавать трехмерные модели, непосредственно исполь­зуя существующие чертежи, причем без ограничения их сложности. Во-вторых, T-FLEX CAD позволяет работать по той же схеме, что реализована в других известных системах моделирования и представляет собой задание операций посредством использования профилей на рабочих плоскостях с полным набором моделирующих операций — от выталкивания и сглаживания до оболочек и массивов. Все эти действия, как и в других системах, можно осуществлять пря­мо в 3D-npocnpayствe без использования чертежа, поэтому нет никаких оснований утверждать, что си­стема T-FLEX CAD этого не поддерживает. Возмож­но, подобное мнение сложилось после широкого рас­пространения пиратских копий версии T-FLEX CAD 5.3, в которой действительно функциональность в этом направлении была ограничена, однако к T-FLEX CAD 7.0 на ядре Parasolid это не относится.

Если сравнивать схему организации трехмерной модели в T-FLEX CAD с другими программами, то можно отметить, что T-FLEX CAD имеет важное преимущество. Наша система позволяет работать с единой структурой данных — как при моделирова­нии отдельных деталей, так и при моделировании сборочных конструкций. Это обеспечивается тем, что для T-FLEX CAD не существует ограничений по ко­личеству тел, образующихся в результате различных операций.

Главным достоинством T-FLEX CAD является возможность удобного моделирования сборочных конструкций по схеме «сверху — вниз» — от сбор­ки к детали. После создания сборочной модели кон­структор может выгрузить любую деталь в отдель­ный файл для дальнейшей доработки или исполь­зования в других сборочных моделях. При этом со­храняются все параметрические связи, позволяющие реализовывать быструю и точную модификацию проектов.

Подчеркнем также, что T-FLEX CAD, обладая вы­соким уровнем функциональных возможностей, по стоимости значительно ниже аналогичных зарубежных систем.

CALS-технологии. В последнее время все большему количеству пред­приятий предлагается разработать стратегию внедре­ния CALS-технологии. Термин «CALS-технологии» в течение прошедшего года стал настолько модным, что практически каждое предприятие задает вопрос: как программные продукты T-FLEX сочетаются с CALS-технологиями? На что приходится, отвечать, а порой и доказывать, что программы T-FLEX не толь­ко не противоречат CALS-технологиям, но и орга­нично вливаются в данную концепцию. Одним из положений CALS-технологии является «поддержка жизненного цикла» изделия, который включает в себя его создание и изготовление, эксплуатацию и ути­лизацию. Программные продукты T-FLEX осуществляют поддержку жизненного цикла изделия на эта­пе его создания и изготовления. При этом программные продукты Т-FLЕХ обеспечивают «повышение конкурентоспособности за счет сокращения затрат, сокращения сроков вывода новых образцов на ры­нок, повышения качества продукции за счет сквоз­ной поддержки ее жизненного цикла» (цитата из списка целей, на которые ориентированы CALS-технологии). Именно для этого предназначены системы автоматизированного проектирования во всем мире. К вышесказанному необходимо добавить, что соглас­но государственной программе в авиационной и обо­ронной промышленности внедрение CALS-технологий идет полным ходом. Данное внедрение можно проводить разными средствами и с разным уровнем затрат. Первый путь: можно, не считая денежных ре­сурсов, закупить много западного программного обеспечения. Второй путь: в полном соответствии с концепцией CALS-технологий приобрести аналогич­ное российское программное обеспечение, сэкономив средства и получив при этом порой даже больший эффект. Именно по второму пути идут предприятия, эффективно расходующие свои деньги, — они приобретают в качестве системы среднего уровня Т-FLEX CAD/CAM и другие программные продукты T-FLEX.

Важным элементом CALS-технологий являются программы PDM — системы ведения проектов и до­кументооборота. Если проследить тенденцию разви­тия САПР, то станет очевидным, что в последнее время все крупнейшие производители программно­го обеспечения уделяют этим системам серьезное внимание: Windеhill (PTC), iМАN(UGS) и т.д. В России также на протяжении многих лет разрабатываются подобные системы, в частности T-FLEX DOCs нашей фирмы. Эти системы вполне логично уклады­ваются в концепцию CALS-технологий, но главное, они решают реальные задачи, стоящие перед пред­приятиями. Однако в последнее время, встречаясь с руководителями в основном оборонных предприятий, мы выясняем, что в рамках концепции внедрения CALS-технологий им предлагается некая новая PDM-система — разработка государственной организации, в обязанности которой входит «создание норматив­ной базы применения CALS-технологий (стандартов, руководящих документов, методических рекоменда­ций)». Безусловно, никто не возражает против но­вых коммерческих разработок в данной области, но подводить под использование данной системы «стан­дарты» и «руководящие документы», создаваемые самой организацией, а по сути — коммерческой фир­мой-разработчиком, нам кажется некорректным. Сто­ит отметить также, что это — чисто российское изоб­ретение, по-видимому, связанное с переходным периодом, переживаемым нашей страной. Помимо этого существует еще ряд моментов, на которых хо­телось бы заострить внимание руководителей пред­приятий. Речь идет о том, что в качестве базовой схе­мы организации данных в этой системе взят фор­мат ISO 10303 STEP, а в качестве системы хране­ния данных — СУБД Oracle.

1 Стандарт STEP известен во всем мире и при­меняется в основном для передачи геометрической информации между системами моделирования. Из­вестно, что в рамках этого стандарта существуют протоколы для другой информации, но они, как пра­вило, не задействованы при передаче данных. Напри­мер, есть протокол о структуре изделия, однако ре­альна этот протокол в подавляющем большинстве систем моделирования не реализован. Поэтому на практике ввод информации о структуре изделия при­дется решать каким-либо иным способом как пра­вило, вручную.

2 Ни одна из широко распространенных в мире систем PDM не использует STEP для хранения ин­формации об изделии, применяя для этих целей спе­циально разработанные средства. Естественно, общие принципы, как правило, аналогичны, однако часто реальные требования рынка и предприятий выходят за рамки данного стандарта. Никто не делает из этого никакой проблемы, поскольку достигаются все ос­новные цели. И никто не обвиняет эти системы в том, что они не соответствуют идеологии CALS-технологий.

3 Все указанные системы хранят спроектирован­ное изделие в «родном» формате системы моделиро­вания. Если вы проектируете изделие в Unigraphics, то документ хранится Unigraphics, если проектируе­те в T-FLEX CAD, то хранится документ T-FLEX CAD и т.д. Только так при необходимости можно изменить модель или провести какие-либо другие операции. Если же согласно рекомендациям застав­лять все системы переводить свой формат в формат STEP (при всех его преимуществах перед другими форматами передачи данных), то реальная работа с моделями будет существенно ограничена, поскольку все исходные данные, формирующие модель, будут утрачены. Поэтому никто этого и не делает. Кроме того, нет никакой гарантии, что функции экспорта/импорта будут отработаны корректно. С другой сто­роны, при необходимости обмена данными между различными системами, например при передаче ин­формации из T-FLEX CAD в SolidWorks или из SolidWorks в Unigraphics лучше делать это через фор­мат ядра Parasolid. При этом геометрия будет гаран­тированно передана со 100-процентным результатом.

4 Все системы управления проектами должны обеспечивать защиту информации от несанкциони­рованного копирования и изменения. Для этого во всех системах существуют хорошо развитые специа­лизированные средства разграничения прав доступа для пользователей и несколько уровней защиты ин­формации. Кроме того, необходимо обеспечить вы­сокую степень интеграции системы документооборота и системы моделирования, например T-FLEX CAD и T-FLEX DOCs. Эти задачи не могут быть решены в рамках жестких стандартов.

И наконец, по поводу базовых механизмов хра­нения данных. Американская СУБД Oracle, которая фактически рекомендуется как стандарт, — не един­ственное решение поддержки SQL-технологии, лежа­щей в основе системы документооборота, и уж точ­но не самое дешевое. В связи с этим опять-таки весьма спорным выглядит маркетинг одной из зару­бежных СУБД со стороны государственной органи­зации, устанавливающей стандарты.