Презентация менеджера по маркетингу и продажам компании
реклама
Комитет по ИКТ при Бюро Ассоциации «Лига содействия оборонным предприятиям» Ситуация по форматам обмена данных в САПР (CAD) Автор: Щеляев Александр Евгеньевич Контакты: alex@flowvision.ru Москва, 15 декабря 2015г. CAD модель Геометрическая модель изделия основополагающая информационная форма представления геометрических обводов изделия, а также его структуры в современном технологическом укладе цифрового производства изделия CAD модель/МАСТЕР-модель Геометрическая МАСТЕР-модель является источником для большинства процессов при разработке проекта – – – – – – – формирование конфигурации изделия разработка маркетинговых рекламных материалов для поиска клиентов инженерный расчет средствами инструментов математического моделирования разработка комплекта документации для послепродажного обслуживания технологическая подготовка производства конструирование элементов изделия формирование BOM и прочее… Обмен CAD моделями Современная цифровая технология разработки изделия в машиностроении подразумевает интенсивный обмен данными (трансляцию CAD-модели) между всеми участниками процесса разработки и эксплуатации геометрической модели изделия Основной документооборот на этапе разработки проекта – CAD -> CAD – создание сборок на основе моделей смежников – CAD -> CAE – проведение математического моделирования: расчеты на прочность, аэро- и гидродинамика, акустика и прочее – – CAD -> CAM – моделирование технологических операций и процессов CAD -> LOTAR – хранение детали в системе долговременного архивирования на всем протяжении ЖЦ изделия Популярные форматы данных Native форматы Нейтральные форматы CATIA V6 STEP ASC CATIA V5 QIF XYZ CATIA V4 IGES AF UGS/NX VDAFS MESH ProE/Creo ACIS XCGM SolidWorks Parasolid STL SolidEdge JT VRML Inventor 3D PDF 3DXML AutoCAD DWG/DXF C3D Слайд №5 Классическое B-Rep представление + Пространство геометрии Пространство топологии = Пространство модели Слайд №6 Отличия в точности представления данных CAD система CATIA V4 CATIA V5 I-DEAS UGS NX SolidWorks Parasolid ACIS • Точность, [mm] 0.1 – 0.02 0.001 0.01 0.0254 0.0254 0.0254 0.001 Различия в точности при записи данных в различных CAD-системах Деформация геометрии Слайд №7 Различия в описании функций Отсутствие поддержки полиномов высокой степени приводит к изменению топологии модели 13 поверхностей 226 поверхностей 226 поверхностей Native Neutral (IGES, STEP) Neutral (IGES, STEP) Эталон CATIA V4 Производная CATIA V5 Производная SolidWorks Слайд №8 Различия в описании функций Отсутствие поддержки полиномов высокой степени приводит к изменению топологии модели CATIA V4 Исходная модель (33 грани) V4->V5-> IGES SW Транслированная модель (127 граней) Слайд №9 Различия в описании данных Различная реализация математических функций при описании геометрических объектов служит причиной разночтения геометрии по одним и тем же исходным данным Слайд №10 Различия в описании данных Различная реализация математических функций при описании геометрических объектов служит причиной разночтения геометрии по одним и тем же исходным данным Слайд №11 Различия в описании функций Различная реализация математических функций при описании геометрических объектов служит причиной разночтения геометрии по одним и тем же исходным данным CATIA Различие в сплайнах, построенных по одним и тем же координатам в SolidWorks и CATIA Слайд №12 Различие в описании данных Различная реализация математических функций при описании геометрических объектов служит причиной разночтения геометрии по одним и тем же исходным данным Слайд №13 Особенности алгоритмов геометрических ядер Возможность использования наложенных поверхностей UGS/NX, ACIS, SolidWorks, Parasolid CATIA, ProE Общая поверхность Non-manifold Manifold Типовые ошибки: • • Совпадение поверхностей соседних объектов Совпадение границ соседних объектов Слайд №14 Множество ошибок после трансляции Автоматическое исправление более 70 типовых ошибок в процессе чтения файла General Invalid object's formal parameters Invalid object's dependencies Invalid camera's view parameters Topology Edge Invalid vertex Invalid orientation Not G1 Loop Not defined in Model Space Not defined in Parametric Space Not synchronized representation (in Model Space and Parametric Space) Not G0 in Model Space Not G0 in Parametric Space Not closed in Model Space Not closed in Parametric Space Invalid orientation Intersection (or self-intersection) Laying out of surface domain (partially) Inconsistent orientation with curves (in Parametric Space) Face Degenerated Ribbon Invalid orientation (normal direction) Not G1 (underlying surface) Intersection (or self-intersection) Inner loop is missed Outer loop is wrongly indexed Outer loop is missed Not optimal underlying surface definition Geometry Curve Degenerated Shared Irregular parameterization 2D curve is out of surface domain NURBS curve Not G1(G2) Invalid knot vector Collapsed control points Not simplified (polyline) Not simplified (segment) Polyline Duplicated points Linear chains One segment Approximation by NURBS curve Composite curve Not G0 Invalid sub-curve index Invalid sub-curve orientation Duplicated sub-curve One sub-curve Nested composite curve Spline curve Invalid knot vector Self-touching loop Surface Degenerated Shared Wavy parameterization Insufficient domain Type conversion NURBS surface Not G1(G2) Invalid knot vector Collapsed control points Surface of revolution Invalid parameterization Invalid generatrix curve Surface of revolution self intersection Not-optimal seam Consumable B-Rep Translation Geometry Topology Слайд №15 Стандарты качества SASIG MIL-STD 31 000 VDA-4955 AIAG D15 JAMA Odette EN 9300 Renault, PSA EADS, Airbus Boeing D6-51991 ... User defined Слайд №16 Причины потери качества Различия в геометрических ядрах: • • • • • Различные представления (поверхностное / твердотельное моделирование) Математическая точность представления данных в геометрическом ядре Различающиеся наборы геометрических примитивов ToDo элементы (фичеры) Несогласованное представление геометрии (примеры): • • • • • неявное представление blend поверхностей требование G2 непрерывности для поверхностей разная параметризация поверхностей запрет на задание замкнутых поверхностей Точность представления модели: • • Относительная (CATIA V4 – зависит от габаритов модели например 0.1 мм) Абсолютная (CATIA V5 – не зависит от габаритов модели и является неизменной для всей модели – 0.001 мм) Формат данных: • • Нейтральный – двойная трансляция при передаче (экспорт/импорт), различная трактовка в разных CAD системах (IGES, STEP, VDA-FS) «Родной» – неполное соответствие с другими форматами данных Различия в описании функций Отсутствие поддержки полиномов высокой степени приводит к потере в описании производных высоких порядков и последующей избыточной сегментации поверхностей модели с потерей непрерывности кривизны. Возникает потеря топологического описания в процессе трансляции, которое приводит к изменению маршрута движения обрабатывающего инструмента и изменению получаемого качества обрабатываемой поверхности. 13 поверхностей 226 поверхностей 226 поверхностей Native Neutral (IGES, STEP) Neutral (IGES, STEP) Эталон CATIA V4 Производная CATIA V5 Производная SolidWorks Слайд №18 Последствия потери качества Потеря топологического описания в процессе трансляции, которое приводит к изменению маршрута движения обрабатывающего инструмента и изменению получаемого качества обрабатываемой поверхности. Исходная модель (33 грани) Транслированная модель (127 граней) Слайд №19 Последствия потери качества Потеря топологического описания в процессе трансляции, которое приводит к изменению маршрута движения обрабатывающего инструмента и изменению получаемого качества обрабатываемой поверхности. Слайд №20 Последствия потери качества Потеря топологического описания в процессе трансляции, которое приводит к изменению маршрута движения обрабатывающего инструмента и изменению получаемого качества обрабатываемой поверхности. Эталон CAM STL Слайд №21 Особенности алгоритмов геометрических ядер Изменение описания закрытой поверхности CATIA UGS NX ACIS Parasolid SolidWokrs I-DEAS CATIA Нейтральный (IGES, STEP) Реконструкция тела CATIA V5 SolidWorks Типовые ошибки: • Ошибки при определении механических связей в сборке SolidWorks Особенности алгоритмов геометрических ядер Изменение описания закрытой поверхности UGS NX ACIS Parasolid SolidWokrs CATIA CATIA Нейтральный (IGES, STEP) Экспорт CATIA V5 SolidWorks Типовые ошибки: • Деформация цилиндрической поверхности SolidWorks Передача данных с охранением дерева построения Shaft Boss/Revolve Chamfer CircPattern Pocket Chamfer Cut-Extrude Ошибка реконструкции в CAD-системе SolidWorks Различия в алгоритмах определяющих топологию Совмещенные края поверхностей Различия в алгоритмах определяющих топологию Различия в алгоритмах определяющих топологию Cut Extrude Ошибки конструирования BMW Последствия: • • • • Невозможно построить эквидистанту Низкое качество МКЭ-сетки Низкое качество работы CAMприложения Ошибки после трансляции Микроуступы Ошибки конструирования FIAT Деформация поверхности Последствия: • • • • Невозможно построить эквидистанту Низкое качество МКЭ-сетки Низкое качество работы CAMприложения Ошибки после трансляции Операция скругления Ошибки конструирования WABCO Последствия: • • • • Невозможно построить эквидистанту Низкое качество МКЭ-сетки Низкое качество работы CAMприложения Ошибки после трансляции Отсутствие контакта Последствия потери качества Некорректное создание геометрической модели Потеря качества FEM сетки из-за особенностей геометрии модели Последствия потери описания модели Потеря топологического представления с последующим изменением облика детали в процессе передачи по схеме сохранения Дерева построения CATIA 1: Исходная модель CATIA 5: Результат Обнаружение и диагностика Избежание методических ошибок в 3DTransVidia: – – Чтение собственных форматов CAD-систем осуществляется с помощью лицензированных библиотек SPATIAL InterOps, Granit, Parasolid применение библиотек SPATIAL позволяет избежать некорректной интерпретации хранящихся в файле данных и обеспечить двунаправленную передачу данных между CAD-системами, построенных на различных геометрических ядрах UGS NX 5.0 3DTransVidia CATIA V5 Структура данных в рамках MBD технологии MBD - Model Based Definition Геометрия Топология PMI – Product Manufacturing Information GD&T – Geometry Dimension & Tolerance FD&T – Functional Tolerance & Annotation PMI (GD&T, FT&A) Атрибуты Слайд №35 Структура данных в рамках MBD технологии Model Based Enterprise (MBE) • Multi-CAD/CAM/CMM среда • Стандарты Геометрия Топология PMI (GD&T, FT&A) Атрибуты Слайд №36 Структура данных в рамках MBD технологии Формат файла CAD модели: Слайд №37 Структура данных в рамках MBD технологии Разные форматы файлов имеют общие черты в представлении данных, при наличии разной геометрической формы Разрыв Формат Б Формат A Частичная передача данных Слайд №38 Определение основных технологических элементов Слайд №39 Москва, 2014 Определение технических требований Слайд №40 Москва, 2014 Определение семантических связей Слайд №41 Москва, 2014 Основные рабочие комитеты по разработке стандартов Слайд №42 Москва, 2014 Основные рабочие комитеты по разработке стандартов • Разработчик: Adobe • Хранение широкого спектра типов данных (чертежи, видео, аудио, сжатие данных, шаблоны и прочее) • Геометрические данные не читаются CAD-приложения • Низкие возможности для автоматизации • Основная ниша: средство просмотра Слайд №43 Москва, 2014 Основные рабочие комитеты по разработке стандартов • Разработчик: Siemens • Нацелен на хранение преимущественно 3D данных • Собственный нестандартизованный формат хранения геометрического представления • Отсутствие учета требований других разработчиков CAD-систем • Учет требований промышленности • Основная ниша: средство обмена данных в Siemensэкосистеме Слайд №44 Основные рабочие комитеты по разработке стандартов • Разработчик: PDES Inc. • Нацелен на хранение преимущественно 3D данных • Открытый стандартизованный формат хранения геометрического представления • Учет требований разработчиков CAD-систем и промышленности • База для LOTAR • Основная ниша: средство обмена данных в гибридной CAD-экосистеме и долговременного архивирования Слайд №45 Основные рабочие комитеты по разработке стандартов • Разработчик: DMSC консорциум • Нацелен на хранение преимущественно 3D данных и CAIданных • Открытый стандартизованный формат хранения геометрического представления на базе XML • Учет требований метрологов и разработчиков CAD/CAI-систем и промышленности • База для широкого применения • Основная ниша: средство обмена данных в гибридной CADэкосистеме, метрологического обеспечения и долговременного архивирования Слайд №46
