w firmie - Benchmark.pl

Transkrypt

BIZNES
benchmark magazyn
# 4 / 12 / 2013
Wybieramy
komputer
dla inżyniera
s. 6
Wywiad
Rozmowa z Mirko Baeckerem, dyrektorem marketingu
Tecnomatix na region EMEA w Siemens PLM Software s. 43
Certyfikacja inżynierów
Niezbędne potwierdzenie umiejętności zawodowych s. 66
Praktyka inżynierska
Drony polskiej firmy RoboKopter s. 64
Inżynier
BIZNES
benchmark.pl
w firmie
Nowoczesne oprogramowanie 3D i sprzęt dla inżyniera
Wypróbujza
zadarmo
darmo Solid
Wypróbuj
SolidEdge!
Edge!
Zobacz, dlaczego jesteśmy lepsi od konkurencji.
Zobacz, dlaczego jesteśmy lepsi od konkurencji.
siemens.com/plm/pl/free-solid-edge
Teraz możesz, bez jakichkolwiek zobowiązań, wypróbować
pełną wersję pakietu Solid Edge. Zobacz, w jaki sposób Solid
Edge zapewnia szybkość i prostotę bezpośredniego modelowaniabez
dzięki
elastyczności izobowiązań,
możliwościom wypróbować
projektowania
Teraz możesz,
jakichkolwiek
parametrycznego - wszystko to zaś w jednym, łatwym
pełną wersję
pakietu Solid Edge. Zobacz, w jaki sposób Solid
w użyciu pakiecie. Projektuj szybciej, bardziej intuicyjnie Edge zapewnia
szybkość i prostotę bezpośredniego modelopo prostu lepiej.
wania dzięki elastyczności i możliwościom projektowania
parametrycznego - wszystko to zaś w jednym, łatwym
w użyciu pakiecie. Projektuj szybciej, bardziej intuicyjnie po prostu lepiej.
Pobierz Solid Edge już teraz, otrzymasz dostęp do interaktywnych materiałów szkoleniowych, filmów instruktażowych i forum użytkowników, które pomogą Ci poznać możliwości oprogramowania.
Pobierz
Solid Edge już teraz, otrzymasz dostęp do interak-
tywnych
materiałów
filmów instruktażoPobierz pakiet
Solid Edgeszkoleniowych,
ze strony
wych
i forum użytkowników, które pomogą Ci poznać możlisiemens.com/plm/pl/free-solid-edge
lub zadzwoń
pod numer +4822 339 3523
wości
oprogramowania.
Pobierz pakiet Solid Edge ze strony
lub zadzwoń pod numer +4822 339 3523
Rozwiązania dla przemysłu.
Foto: M. Sołtysiak
Od redakcji
Inżynier
i komputery
Jeszcze 30 lat temu, typowy inżynier kojarzył z osobą pochyloną
nad deską kreślarską, która uzbrojona jest w przykładnicę, ekierki,
suwmiarkę, suwak logarytmiczny oraz zwinięte rulony kalki technicznej zapełnione rysunkami. Jeśli taka osoba udawała się „na
produkcję” to nieodłącznie towarzyszyły jej rulony papieru z dokumentacją techniczną, koniecznie kask i gumiaki – obraz taki, w postaci inż. Stefana Karwowskiego, świetnie utrwalił w swoim serialu
„Czterdziestolatek” Jerzy Gruza.
Dzisiaj praca inżyniera wyglądają zupełnie inaczej. Rewolucja związana
z rozwojem i wejściem w latach 90. XX wieku do codziennego, masowego użytku komputerów, a obecnie smartfonów nie mogła pozostać
bez wpływu na pracę wykonywaną na co dzień przez rzeszę inżynierów. Trudno sobie już wyobrazić inżyniera, który nie wykorzystywałby
komputerów i programów wspierających jego pracę. Zazwyczaj są to
aplikacje do komputerowo wspomaganego projektowania CAD (Computer Aided Design), komputerowo wspomaganego wytwarzania CAM
(Computer Aided Manufacturing), zarządzania cyklem życia produktu
PLM (Product Lifecycle Management), nadzorowania przebiegu procesu
technologicznego lub produkcyjnego SCADA (Supervisory Control And
Data Acquisition) czy programowania obrabiarek numerycznych CNC –
to tylko cześć z wielu rodzajów inżynierskich programów, na temat których piszemy w bieżącym wydaniu Biznes Benchmark Magazyn.
Oprogramowanie wykorzystywane przez inżynierów jest jednym
z najważniejszych elementów pozwalających sprawnie funkcjonować przedsiębiorstwom produkcyjnym i to niezależnie od branży. Bez
niego nie da się bowiem zaprojektować szybko nowych, zgodnych
z życzeniami klientów, wyrobów, zanalizować kosztów serwisu i opłacalności produkcji, zapewnić ciągłości wytwarzania i sterowania linia-
mi technologicznymi, ani też zastosować optymalnych, a co za tym
idzie konkurencyjnych metod wytwarzania. Wszystkie te zagadnienia
obejmują programy inżynierskie i programy do sterowania produkcją,
z których to dane w czasie rzeczywistym przekazywane są m.in. do
systemów wspomagania zarządzania przedsiębiorstwem ERP i pozwalają podejmować trafne decyzje biznesowe.
Aplikacje inżynierskie wykorzystywane są także nie tylko, co oczywiste, w biurach konstrukcyjnych i projektowych, ale również w pracowniach znanych projektantów zajmujących się designem i wzornictwem
przemysłowym. Mało tego, goszczą też w studiach reklamy. Jako ciekawostkę, można podać fakt, że wiele reklam nowych samochodów
tworzonych jest wirtualnie, jeszcze zanim taśmę produkcyjną opuszczą pierwsze prototypy. Realistycznie wyglądające wirtualne samochody generowane są bezpośrednio w programach inżynierskich, lub
na podstawie wyeksportowanych z nich danych.
Stanowisko pracy inżyniera to również sprzęt. Kluczowy jest tutaj
dobrze dobrany komputer bądź laptop, który „udźwignie” wymagającą aplikację inżynierską. Trudno bowiem oczekiwać od inżyniera
wydajności, kiedy na wykonanie najmniejszej operacji mu czekać
„godzinami”. Warto zatem zapoznać się jaka konfiguracja komputera wymagana jest do zastosowań inżynierskich i jakie manipulatory
3D pomogą w sprawnej obsłudze nowoczesnych systemów CAD.
W pracy projektowej pomocna może się też okazać drukarka 3D, na
której da się wydrukować trójwymiarowy model projektowanej części – o tych zagadnieniach również piszemy na łamach bieżącego
numeru Biznes Benchmark Magazyn, który w tym miesiącu poświęciliśmy oprogramowaniu i sprzętowi wykorzystywanemu w trudnej,
inżynierskiej pracy. Zapraszam do lektury.
Marcin Bieñkowski
Redaktor naczelny Benchmark Biznes
www.biznes.benchmark.pl
Biznes benchmark magazyn
3
W numerze
Sprzęt dla inżyniera
Jak wybrać stację roboczą i notebook dla inżyniera
Profesjonalne, certyfikowane karty graficzne
do zastosowań CAD/CAM – case study
s. 6
s. 10
Bezpieczeństwo urządzeń mobilnych
– Samsung KNOX, artykuł sponsorowany
s. 12
Manipulatory 3D do systemów CAD
s. 14
Rapid Prototyping – drukarki 3D
s. 17
Oprogramowanie CAD/CAM
Funkcjonalności wprowadzone w najnowszym oprogramowaniu CAD 3D
s. 19
Przyszłość oprogramowania 3D – wywiad z dyrektorem
odpowiedzialnym za rynki Europy Centralnej
w spółce SolidWorks Deutschland, panem Uwe Burk
s. 23
Solid Edge ST6 – Wielozadaniowe narzędzie dla projektanta
s. 24
ZW3D – Zintegrowany system CAD/CAM/FEM
Od modelu do produktu, czyli projektowanie w systemie TopSolid 7
s. 30
s. 35
Darmowe oprogramowanie CAD
s. 36
Oprogramowania CAD 2D z perspektywy inżyniera,
rozmowa z Krzysztofem Godyniem, specjalistą ds. CAD
z działu CAD Mechanika w firmie Datacomp
s. 40
Systemy projektowania CAD 2D
s. 41
PIERWSZA NA ŚWIECIE
BEZPRZEWODOWA
MYSZKA 3D
IDEALNA DLA INŻYNIERII, ARCHITEKTURY,
PROJEKTOWANIA, MODELOWANIA, ANIMACJI
ORAZ DOBREJ ZABAWY
Inżynier na produkcji
Komputerowa optymalizacja procesów produkcji – wywiad z Mirko Baeckerem,
dyrektorem marketingu Tecnomatix na region EMEA w Siemens PLM Software s. 43
Systemy informatyczne wspierające produkcję i utrzymanie ruchu
s. 46
Industry 4.0: zmiana modeli procesów produkcji i form zarządzania
s. 50
Analiza i symulacja procesów produkcyjnych
w systemie Tecnomatix – case study
s. 56
Analiza technologiczna form wtryskowych w oprogramowaniu CAD/CAM
s. 58
Specjalizowane oprogramowanie CAD/CAM dla
przemysłu drzewnego i meblarskiego
s. 60
Interaktywne programowanie obrabiarek CNC z poziomu systemu CAD/CAM
s. 62
Drony firmy RoboKopter zaprojektowane w systemie SolidWorks - case study
s. 64
Certyfikacja inżynierów pracujących w oprogramowaniu CAD/CAM
s. 66
BIZNES
benchmark.pl
Marcin Bieńkowski
Katarzyna Janik  Artur Pęczak  Maciej Stanisławski
Artur Żarski  Alicja Żebruń
Dyrektor Operacyjny: Sebastian Jaworski, tel.: 606 942 501
e-mail: [email protected]
Dział sprzedaży reklam: Michał Michniewicz, tel.: 668 205 183
e-mail: [email protected]
Projekt i skład:
Kuba Kuczma
Wydawca:
Benchmark Sp. z.o.o., ul. Wołczyńska 37,
60-003 Poznań, NIP: 779-232-24-08
Prezes zarządu:
Sławomir Komiński
Redaktor naczelny:
Redaktorzy:
Przedstawiamy nowy
SpaceMouse Wireless
Ze SpaceMouse® Wireless w ręku możesz swobodnie rozwijać
swą kreatywność. Masz zagwarantowany porządek na biurku.
Możesz cieszyć się zaawansowaną nawigacją w 3D.
Wejdź w trójwymiarowy świat!
Więcej informacji:
[email protected]
4
www.3dconnexion.eu
facebook.com/3dconnexion
twitter.com/3dconnexion
Integracja sieciowa
Centra danych
Outsourcing IT
CloudiA
Cloud Computing
Atende S.A.
T +48 22 29 57 300
E [email protected]
www.atende.pl
Dopasować
do potrzeb
T
– komputer dla inżyniera
rudno wyobrazić sobie współczesnego inżyniera, który nie korzystałby z komputera. Jednak inżynier, inżynierowi nierówny i różne też będą potrzeby w zależności od wykonywanej pracy. Zupełnie inne potrzeby będzie miał
inżynier pracujący „na produkcji”, a inne projektant używający aplikacji CAD.
6
musi odznaczać się dużą wytrzymałością na
uderzenia i być odporny na warunki otoczenia – za to nie musi być specjalnie wydajny.
Foto: Fotolia
Komputer dla projektanta
Komputery wykorzystywane we współczesnej inżynierii wspomagają swoich użytkowników na każdym etapie pracy inżynierskiej.
Wykorzystywane są do projektowania, programowania obrabiarek CNC, zarządzania
produkcją i czasem życia produktu. Pozwalają też wykonywać skomplikowane obliczenia wytrzymałościowe i pomagają przy
serwisowaniu urządzeń. Do każdych z tych
zadań komputer powinien spełniać nieco
inne oczekiwania. Stacja robocza CAD musi
być wyposażona w bardzo wydajną kartę
graficzną, a notebook używany na produkcji
Maszyna przeznaczona dla projektanta
musi cechować się bardzo dużą wydajnością. Standardem dla tej klasy urządzeń
jest wyposażanie ich w profesjonalne karty graficzne przeznaczone do współpracy
z programami CAD/CAM. Są to karty Nvidii
z rodziny Quadro lub AMD FirePro. Karty tego
typu charakteryzują się zwiększoną wydajnością w aplikacjach inżynierskich oraz sterownikami dostosowanymi do wykonywania
specyficznych dla tego środowiska operacji – inne są wymagania programów CAD,
a inne w grach. Ponadto profesjonalne karty graficzne przechodzą proces certyfikacji
w laboratoriach producenta oprogramowania
CAD/CAM. Karty profesjonalne stosowne są
również w generowaniu grafiki 3D w filmach
i studiach graficznych – wspomagają pracę
oprogramowania typu DCC (Digital Content
Creation), takiego jak MAYA 3D, czy 3ds max.
Karty te współpracują także z oprogramowanie GIS (Geographic Information System),
a także wspierają wizualizacje naukowe.
Dostępne na rynku profesjonalne karty graficzne bazują zawsze na którejś ze standardowych generacji układów graficznych
przeznaczonych dla graczy, ale są, jak już
wspomniałem, zoptymalizowane do operacji
typowych dla zastosowań profesjonalnych,
które nie są istotne z punktu widzenia gier.
Segment profesjonalnych kart graficznych,
podobnie jak ma to miejsce w wypadku domowych akceleratorów 3D, podzielony jest
na tzw. karty entry-level o najniższej wydajności, średni segment, oraz urządzenia najdroższe i jednocześnie najbardziej wydajne.
W wypadku kart Nvidia Quadro bazujących
na architekturze Kepler są to odpowiednio
karty Quadro K600 (entry-level), Quadro
K2000 i K4000 (medium range) oraz Quadro
K5000 i K6000 (performance). AMD oferuje
odpowiednio karty z najnowszą architekturą GCN (Graphics Core Next) w segmentach performance (FirePro W9000), medium
range (FirePro W8000, W7000) i najniższym
(W5000). Starszą generację układów AMD
z architekturą VLIW5 znajdziemy zaś jeszcze w dalszym ciągu w średnim (FirePro
V7900, V5900, V5800) i najniższym segmencie (FirePro V4900 i V3900) produkowanych przez tę firmę kart.
Karty z poszczególnych segmentów różnią się wydajnością (w tym liczbą zastosowanych graficznych procesorów strumieniowych), dostępną pamięcią (np. Quadro
K6000 ma 12 GB pamięci graficznej, FirePro W9000 6 GB, a Quadro K4000 3GB,
zaś FirePro W5000 2 GB), taktowaniem
zegara, szerokością magistrali pamięci itp.
szczegółami technicznymi. Generalnie, karty
z segmentu najniższego, to karty wykorzystywane w niezbyt wymagających projektach lub w maszynach gdzie trzeba czasami
uruchomić aplikację CAD. Do większości zastosowań inżynierskich wystarczają karty ze
średniego segmentu rynku, zaś najszybsze
stosuje się wszędzie tam, gdzie mamy do
czynienia z dużymi złożeniami.
Dopełnieniem komputera dla inżyniera projektanta powinien być profesjonalny, duży monitor co najmniej 24-calowy przeznaczony do prac z systemami CAD i rozdzielczości rzędu 2560×1600 pikseli. Karty profesjonalne pozwalają też na pracę
wielomonitorową i, podobnie jak ma to miejsce w wypadku zwykłych kart graficznych,
mogą też pracować w konfiguracjach z wieloma kartami graficznymi zamontowanymi
w stacji roboczej (AMD CrosFire, Nvidia SLI).
W pracy wielomonitorowej na jednnej karcie,
dzięki technologii Eyefinity przewagę ma ją
produkty firmy AMD – pozwalają na jednoczesną pracę na sześciu monitorach. Karty
Nvidii są w stanie pracować jednocześnie
z czterema wyświetlaczami. Standardową
rozdzielczością dla pojedynczego monitora
dla współczesnych profesjonalnych kart jest
rozdzielczość 4096 × 2160 pikseli.
Jeśli chodzi o procesor do graficznej stacji
roboczej, to im jest on szybszy tym lepiej.
W komputerze dla inżyniera powinien się
znaleźć któryś z modeli procesorów firmy
Intel Core i7 lub AMD FX-8000. Jeżeli nie ma
7
potrzeby korzystania z aż tak szybkiej stacji
roboczej, wówczas można zakupić komputer z procesorem z serii Intel Core i5 lub
AMD FX-6000. Wymagana pamięć do komputera dla inżyniera to minimum 8 GB. Przy
standardowej pamięci 4 GB mogą pojawić
się niekiedy problemy z szybkością pracy
z niektórymi dużymi złożeniami. Dysk twardy
powinien być również duży (2-4 TB) i w miarę szybki, koniecznie z interfejsem SATA III.
Dobrze spisują się w tej roli modele firmy WD
z serii Black lub Seagate Constellation.
W stacji roboczej dla inżyniera elektroniczny
dysk SSD raczej nie ma sensu – jest zbyt
drogi w stosunku do oferowanej pojemności i nie ma aż takiego wpływu na szybkość
pracy oprogramowania CAD. Może być on
zastosowany jedynie, podobnie jak w komputerach domowych, jako dysk z zainstalowanym systemem operacyjnym w celu
ogólnej poprawy wydajności systemu. Dyski zamontowane w inżynierskiej stacji roboczej warto połączyć w macierz RAID zwięk-
Akceleratory
obliczeniowe
W wypadku obliczeń inżynierskich pomocne mogą się okazać akceleratory obliczeniowe, wspomagające pracę jednostki centralnej komputera. Najbardziej znanym akceleratorem obliczeniowym, bazującym na architekturze kart grafi cznych jest Nvidia Tesla. Innym przykładem może być Intel Xeon Phi. Akceleratory tego typu montowane są w stacji roboczej i dzięki odpowiednim sterownikom i bibliotekom mogą wspomagać obliczenia inżynierskie realizowane w programach do symulacji czy np., aplikacjach takich jak MathCAD.
8
szając bezpieczeństwo danych.
Dopełnieniem komputera dla inżyniera projektanta powinien być profesjonalny, duży
monitor co najmniej 24-calowy monitor
przeznaczony do prac z systemami CAD
i rozdzielczości rzędu 2560×1600 pikseli.
Tego typu monitory wyposażone są zwykle
w matryce typu IPS lub S-IPS o dużych kątach widzenia rzędu 178 stopni w poziomie
i w pionie oraz matrycy o proporcjach
16:10 lub 16:9. Przykładem
takiego monitora może
być 30-calowy monitor
U3014 Premier Color firmy
Dell lub 27-calowy BenQ BL2710PT.
Monitory profesjonalne oprócz dużych rozdzielczości i przekątnych ekranu charakteryzują się również równomiernym świeceniem
i dobrym odwzorowaniem kolorów (przestrzeń barwna pokrywająca przynajmniej
100% przestrzeni sRGB). Kontrast i jasność
nie są zaś aż tak istotnymi parametrami – zazwyczaj kontrast to ok. 1000:1 zaś jasność
to 350-450 cd/m2. Oddzielną kwestię stanowią zaś inżynierskie manipulatory i klawiatury ułatwiające obsługę programów CAD.
O tym piszemy szerzej na kolejnych stronach
Biznes Benchmark Magazyn.
Jeśli chodzi o komputer dla inżyniera nie będącego projektantem, który sporadycznie
korzysta z programów inżynierskich CAD,
to w zupełności wystarczy zwykły biurowy
komputer z nieco lepszym procesorem (klasy Intel Core i5 lub AMD FX-6000) oraz profesjonalną kartą graficzną klasy entry-level.
W większości wypadków zadowolić można
się też pamięcią RAM o wielkości 4 GB,
1-2 TB dyskiem twardym oraz zwykłym monitor o rozdzielczości Full HD.
Notebook dla inżyniera
Jeśli chodzi o notebooki dla inżyniera to
trzeba pamiętać, że wydajność maszyn mobilnych jest zawsze niższa niż zakupionych
w tej samej cenie komputerów stacjonarnych. Na korzyść tych ostatnich przemawia
dodatkowo łatwość rozbudowy konfiguracji,
co nie jest możliwe w wypadku notebooka. Laptopy mają też mniejszy, dysponujący zwykle niższą rozdzielczością
ekran. Przewagą notebooka jest za to
mobilność, która może mieć w wielu
wypadkach kluczowe znaczenie dla inży-
Foto 1: Notebook dla inżyniera, który ma zastąpić
tradycyjną stację roboczą musi charakteryzować się
bardzo dużą wydajnością. Aspekty mobilności takie
jak masa i czas pracy na bateriach są w tym wypadku
sprawami drugorzędnymi. Na zdjęciu: wyposażony
w 17,3-calowy ekran i moduł Nvidia Quadro, Fujitsu
Celsius H920. [źródło: Fujitsu]
niera, w tym inżyniera projektanta.
W wypadku notebooka dla inżyniera, istotne
jest również to, aby wyposażyć go w profesjonalny moduł graficzny (tego typu maszyny często nazywane są po angielsku mobile
workstation). Dobierając model do potrzeb
warto kupić urządzenie z mobilnym układem
Nvidia Quadro z serii M lub AMD FirePro również z serii M. Należy jednak pamiętać, że
najsilniejsze kości mobilne odpowiadają pod
względem wydajności co najwyżej średniej
klasy układom stacjonarnym, niemniej kolejnej
generacji układy są zwykle znacznie bardziej
wydajne od swoich poprzedników.
Jeśli chodzi o procesor to tutaj obowiązuje też
zasada że im szybszy procesor, tym lepszy
w zastosowaniach inżynierskich. Rozsądne
minimum to układ klasy Intel Core i5 (notebooki z procesorami mobilnymi firmy AMD
sprzedawane są śladowych ilościach) oraz 4
GB pamięci RAM. Dysk twardy powinien mieć
pojemność co najmniej 500 GB. W wypadku
mobilnej stacji roboczej używanej do projektowania przekątną ekranu to 17,1 cala w innym
wypadku wystarczy 15,1 cala. Czas pracy na
zasilaniu bateryjnym nie jest już tak istotny,
gdyż sprzęt ten zwykle pracuje podłączony na
stałe „do prądu”. Oddzielną kategorię stanowią zaś odporne na warunki zewnętrzne urządzenia mobilne używane na produkcji, ale to
już temat na osobny artykuł.

Marcin Bieńkowski
NX CAD/CAM & NX Mold Wizard
Najwydajniejszy na rynku zintegrowany pakiet
do projektowania i obróbki form wtryskowych
CAMdivision Sp. z o.o.
www.nxmold.pl
Firma z największym doświadczeniem w Polsce we wdrożeniach
specjalistycznych modułów NX CAM & NX Mold Wizard
Serdecznie zapraszamy zainteresowanych na:
►
Seminarium DMG Aerospace RoadShow • Rzeszów • 20-21.11.2013
► Warsztaty NX Mold Wizard – konstrukcja form wtryskowych • Wrocław • 28.11.2013
► Szkolenie Sandvick (Mold & Die) – obróbka form i tłoczników • Katowice • 28-29.11.2013
► Warsztaty NX Progressive – konstrukcja tłoczników • Wrocław • 6.12.2013
Szczegóły i formularz rejestracji: www.nxmold.pl
T E P S PLM  NX P E S 2013
www.camdivision.pl
Park Przemysłowy Błonie Źródła k. Wrocławia
ul. Sosnowa 10, 55-330 Błonie
tel.: +48 71 780 30 20, kom.: 504 20 60 79
[email protected]
Testy kompatybilności kart
AMD FirePro
w laboratorium Dassault Systèmes
P
rzyjęło się mówić, że trójwymiarowa grafika stała się uniwersalnym językiem komunikowania się
między firmami, firmami a klientami
oraz jest bardzo dobrym sposobem
na bezpośrednie trafienie z projektem do konsumentów. Aby sprostać
graficznym wymaganiom „komunikacyjnym” projektanci używający aplikacji inżynierskich muszą
również korzystać z nowoczesnych,
profesjonalnych kart graficznych.
10
Dobór profesjonalnego akceleratora 3D do
zastosowań inżynierskich nie jest sprawa
prostą. Jednym z najważniejszych kryteriów
jest tutaj nie tyle wydajność, co współpraca
z używaną w firmie w procesie projektowania aplikacją CAD. Przyjrzyjmy się na przykładzie kart z serii AMD FirePro V9800 i jakie
warunki musi spełnić profesjonalny akcelerator graficzny, aby producent aplikacji CAD
włączył go do zestawu rekomendowanych,
w pełni wspierających jego produkt profesjonalnych kart graficznych 3D.
Laboratorium
Dassault Systèmes
Jednym z czołowych producentów oprogramowania inżynierskiego 3D i aplikacji
PLM (Product Lifecycle Management) jest
firma Dassault Systèmes. W ofercie tej firmy
znajdują się takie znane programy jak m.in.
SolidWorks, CATIA, SIMULIA czy DELMIA.
Programy te muszą bezproblemowo współdziałać z profesjonalnymi, inżynierskimi
kartami graficznymi 3D. Testowaniem kompatybilności zajmuje się m.in. Christophe
milionów wielokątów. Zespół badawczy wykorzystał te złożenia do testów kompatybilności
kart graficznych AMD FirePro V9800 w programach CATIA V5 i CATIA V6. Testy koncentrowały się w szczególności na cieniowaniu
i sprawdzaniu wydajności renderowania.
Eyefinity w akcji
Foto 1: Prykładowy obraz złożenia silnika lotniczego
wyświetlany na sześciu monitorach dzięki technologii
AMD Eyefinity. [źródło: AMD]
Delattre pracujący w paryskim centrum badawczym firmy Dassault Systèmes.
– Wydajna karta graficzna jest obowiązkowym wyposażeniem inżynierskiej stacji roboczej podczas obsługi dużych zbiorów danych
w aplikacjach, takich jak CATIA. W naszym
dziale badawczym regularnie przeprowadzimy testy zgodności naszego oprogramowania na różnych konfiguracjach sprzętowych.
Z jednej strony staramy się zweryfikować to,
czy sprzęt może wspierać nasze oprogramowanie, z drugiej natomiast chcemy również
wiedzieć czy nasze oprogramowanie jest
zaprojektowane tak, aby w pełni korzystać
z tego co dostarcza sprzęt. – mówi Christophe Delattre z paryskiego centrum badawczego firmy Dassault Systèmes.
Do testów zgodności zespół badawczy Dassault Systèmes korzysta z kilku ulubionych
projektów, które reprezentują typowe złożenia,
jakie zazwyczaj są projektowane przez klientów. Złożenia te składają się z kilkuset części,
a więc zawierają bardzo duże zestawy danych
– projekt taki składa się z od jednego do pięciu
Według Christopha, który prowadzi zespół
badawczy ds. wizualizacji w Dassault Systèmes, podłączenie konfiguracji sześciu monitorów było dosyć proste. – Wkładamy kartę
graficzną do stacji roboczej z systemem Windows 7. Podłączamy sześć monitorów LCD
HD o rozdzielczości 1920×1200 pikseli i ustawiamy konfigurację obrazu za pomocą oprogramowania AMD Catalyst. Rozpoczęliśmy
z programem CATIA i wszystko działało bez
problemu. – stwierdził Christophe Delattre.
Zespół sprawdził też obsługę OpenGL, dynamiczne manipulowanie cieniowanymi modelami i montażem, pamięcią wideo zarówno
dla dużych zbiorów danych oraz tekstur, jak
i tworzenia w czasie rzeczywistym foto-realistycznego renderingu.
Christophe testował również funkcję kompensowania ramek w oprogramowaniu AMD Catalyst, która umożliwia inżynierom odkładanie
poprawki na krawędzi każdego wyświetlacza.
– Nie musieliśmy usuwać żadnych pikseli i tracić jakiejkolwiek części obrazu. W programie
CAD wyświetlanie jednolitego obrazu jest naprawdę ważne. – mówi Christophe Delattre.
Cztery gigabajty pamięci graficznej umożliwiają, przy wykorzystaniu profesjonalnej karty
graficznej AMD FirePro V9800, proste podłączenie i obsługę wielu monitorów. Co ważne,
koszt takiego rozwiązania jest znacznie niższy
Foto 2: Kart graficzna AMD FirePro V9800. [źródło: AMD]
niż zbudowanie klastra PC, który byłby w tej
sytuacji wymagany do obsługi kilku monitorów. Rozwiązanie takie również wymagałoby
dodatkowych umiejętności informatycznych.
– Możliwość obsługi systemu z sześcioma
wyświetlaczami przez jeden produkt jest zdecydowanie właściwym kierunkiem rozwoju
profesjonalnych kart graficznych. To niezwykłe, że jedna karta graficzna może obsłużyć
zarówno jeden projektor wysokiej rozdzielczości jak i całą, wielką ścianę czy nawet pomieszczenie wyświetlaczy wraz z dźwiękiem
stereo. To niewątpliwie kolejny krok naprzód
związany z wyświetlaniem podczas prezentacji dla klientów realistycznych projektów 3D.
– podsumowuje Christophe Delattre.

Artykuł powstał na bazie materiałów
dostarczonych przez firmę AMD
Foto 3: Fotorealistyczny rendering złożenia samochodu
w programie CATIA V6 otrzymany przy wykorzystaniu kart
graficznych AMD FirePro V9800. [źródło: AMD]
11
ARTUKUŁ SPONSOROWANY
czyli jak połączyć wodę z ogniem
M
12
obilna rewolucja sprawiła, że te same prywatne tablety i smartfony coraz częściej służą użytkownikom zarówno w pracy, jak i w domu. Trend
ten określany często nazwą BYOD (ang. Bring Your Own Device), mimo wielu
korzyści jakie ze sobą niesie (m.in. są to: wzrost produktywności, satysfakcji
zawodowej pracowników oraz oszczędności), spędza również sen z powiek
administratorów firmowej infrastruktury IT. Urządzenia te tworzą bowiem
ogromną wyrwę w firmowym systemie bezpieczeństwa.
nymi, znajdującymi się na nim firmowymi
danymi. Oczywiście istnieją metody przeciwdziałania tym zagrożeniom, ale wymagają wdrożenia odpowiednich, nie zawsze
łatwych w implementacji, systemów i specjalnych procedur w firmie.
Urządzenia prywatne użytkowników zalogowane do firmowej sieci niosą ze sobą
szereg zagrożeń związanych z bezpieczeństwem danych. Najważniejszym z nich jest
możliwość zainfekowania złośliwym oprogramowaniem wewnętrznych zasobów
firmy. Użytkownicy bardzo często nonszalancko podchodzą do kwestii bezpieczeństwa swoich urządzeń. Często instalują na
swoich smartfonach najróżniejsze aplikacje
nie zawsze pochodzące z oficjalnych źródeł. Istnieje też ryzyko ściągnięcia złośliwe-
Rozwiązaniem powyższych problemów
związanych z umożliwieniem wykorzystania
prywatnych urządzeń w firmie jest opracowana przez firmę Samsung technologia
KNOX. Co ważne, jest to jedyny dostępny na
rynku system zabezpieczający przed zagrożeniami związanymi z modelem BYOD, który
opracowany został przez producenta urządzeń mobilnych. Dzięki temu gwarantuje on
bezpieczeństwo na poziomie styku sprzętu
i oprogramowania. Jednocześnie zdejmuje z integratorów czy firmowych działów IT,
go oprogramowania ukrytego w ogólnodostępnych, legalnych zasobach.
Kolejnym istotnym zagrożeniem jest wyciek
poufnych danych. Korzystając z własnego
smartfona z dostępem do firmowej sieci,
pracownik łatwo może zupełnie przypadkowo podzielić się służbowymi danymi ze
znajomymi na portalu społecznościowym,
wysłać je do pracującego w publicznej
chmurze systemu wymiany plików takiego
jak np. Dropbox czy Google Drive czy po
prostu zgubić urządzenie z niezabezpieczo-
Technologia Samsung KNOX
ARTUKUŁ SPONSOROWANY
konieczność opracowania lub wdrożenia
własnych rozwiązań, które będą chroniły firmowe dane, jednocześnie zapewniając pracownikom dużą swobodę.
Samsung KNOX to rozwiązanie, które dzieli
telefon lub tablet firmy Samsung na dwa środowiska – służbowe i prywatne. To pierwsze jest środowiskiem zabezpieczonym,
w którym administrator działu IT decyduje
o uprawnieniach użytkownika i aplikacjach
jakiem można w nim instalować. Środowisko
prywatne daje pełną kontrolę nad urządzeniem użytkownikowi. Administrator nie musi
się nim zajmować, bo jest ono w pełni oddzielone od środowiska firmowego. Użytkownik ma do dyspozycji dwa odrębne pulpity, pomiędzy którymi może się przełączać.
Bezpieczny profil pozwala na przechowywanie firmowych danych w odrębnym zaszyfrowanym kontenerze, dzięki czemu są one
niedostępne z poziomu profilu prywatnego.
Kontener Samsung KNOX to wyodrębnione i zabezpieczone środowisko w obrębie
urządzenia przenośnego, które obejmuje
własny ekran główny, program uruchamiający, a także własne aplikacje i widżety.
Kontener korzysta z oddzielnego systemu
szyfrowania plików funkcjonującego niezależnie od aplikacji pozostających na zewnątrz kontenera. Szyfrowanie danych realizowane za pomocą 256-bitowego klucza
AES (Advanced Encryption Standard).
Samsung KNOX jest zgodny z powszechnie używanymi modelami infrastruktury
korporacyjnej. Obsługiwane są wirtualne
sieci prywatne VPN zgodne z normą FIPS,
szyfrowanie na urządzeniu, zabezpieczenia
przed wyciekiem danych, mechanizm jednokrotnego logowania firmowego SSO (Enterprise Single Sign ON), usługi katalogowe
Active Directory czy uwierzytelnianie wieloskładnikowe z wykorzystaniem kart Smart
Card. Kontener Samsung KNOX zapewnia
również obsługę wirtualnej sieci prywatnej
w architekturze IPSec, w tym algorytmu
kryptograficznego Suite B.
Bezpieczeństwo platformy
W środowisku Samsung KNOX bezpieczeństwo platformy zostało zapewnione
dzięki wykorzystaniu trzech technologii
kontroli dostępu – Customizable Secure
Boot, ARM TrustZone-based Integrity Measurement Architecture (TIMA) oraz jądra
z wbudowaną technologią Security Enhancements for Android (SE for Android).
Technologia Customizable Secure Boot odpowiada za to, żeby na urządzeniu urucha-
miane było tylko sprawdzone i dopuszczone
do użytku oprogramowanie. Umożliwia ona
także bezpieczne zastosowanie certyfikatu bezpiecznego rozruchu po dostarczeniu
urządzenia. Z kolei architektura TIMA odpowiada za nieprzerwane monitorowanie
integralności jądra systemu Linux. W razie
wykrycia naruszenia integralności jądra lub
programu rozruchowego w oparciu o ustalone reguły podejmowane jest odpowiednie
działanie. Może to być np. zablokowanie dostępu do jądra oraz wyłączenie urządzenia.
Security Enhancements for Android to zaawansowany mechanizm wydzielania informacji w oparciu o wymogi w zakresie poufności i integralności. Technologia pozwala
na tworzenie wydzielonych obszarów przechowywania aplikacji i danych z myślą o minimalizacji ryzyka i skutków naruszenia lub
obejścia zabezpieczeń poprzez wprowadzenie do systemu złośliwego lub wadliwie zabezpieczonego oprogramowania. Najwyższy
poziom bezpieczeństwa gwarantowany przez
Samsung KNOX docenił m.in. Departament
Obrony Stanów Zjednoczonych, który dopuścił do użytku w swoich sieciach urządzenia
mobilne wykorzystujące to rozwiązanie.
Warto dodać, że Samsung KNOX ma również własny system dystrybucji certyfikowanych aplikacji – Knox Appstore. Znaleźć tam
można m.in. aplikacje firm takich jak: SAP,
IFS, czy Salesforce. Platforma Samsung
Knox jest obecnie dostępna dla wybranych
urządzeń mobilnych firmy Samsung – są to
m.in. Samsung Galaxy S3, Samsung Galaxy
S4, Samsung Galaxy Mega, Samsung Galaxy Note 2 oraz Note 3, a także najnowsze
tablety Samsung Galaxy Tab.

13
Foto 1: Mysz 3D SpaceController firmy
Space Control występuje w dwóch wersjach
– z chwytem w postaci kulki i gałką sterującą.
[źródło: Space Control]
3D
Manipulatory
dla inżynierów
14
P
racując z programami CAD
posługujemy się przede wszystkim myszką, klawiaturą i czasami
wspieramy się tabletem graficznym
CAD. Istnieją jednak specjalizowane
urządzenia ułatwiające projektowanie w systemach CAD 3D. Są to
manipulatory 3D.
Może trudno w to uwierzyć, ale manipulatory 3D przeznaczone do oprogramowania
CAD, głównie za sprawą założonej w 2001
roku przez Logitecha firmy 3Dconnexion,
które dostępne są na masowym rynku już od
ponad dziesięciu lat, to nadal często są nieznane wśród osób pracujących na co dzień
z oprogramowaniem inżynierskim.
Sama historia manipulatorów 3D zaczyna
się jeszcze wcześniej – pierwszy manipulator
powstał na początku lat 70. ubiegłego wieku w Niemieckiej Agencji Kosmicznej DLR
(Deutschen Zentrums für Luft- und Raum-
fahrt) jako urządzenie pozwalające sterować ramieniem robota w przestrzeni kartezjańskiej.
Na początku lat 90. Niemiecka Agencja Kosmiczna zastosowała w swoich manipulatorach
3D niedrogi system pomiaru położenia wykorzystujący sześć jednowymiarowych optycznych
czujników położenia, na który to uzyskała patent w 1993 roku. W tym samym roku pod nazwą
Magellan na rynek wprowadzona została, bazująca właśnie na tym patencie, pierwsza mysz
3D produkowana przez firmę Logitech.
W 1995 roku na rynku zadebiutował zaś przeznaczony dla graczy, a produkowany przez firmę Spatial Systems Inc. manipulator, w którym wykorzystano również sterowanie o sześciu
stopniach swobody 6DoF (ang. Six Degrees of Freedom). Ten manipulator 3D o nazwie
SpaceBall Avenger oraz jego druga znacznie lepiej znana wersja – SpaceOrb 360, z 1996
roku, wywodziły się wprost z opracowanego przez Johna Hiltona z Uniwersytetu w Sydney
w Australii urządzenia o nazwie SpaceBall 1003 – pierwszego dostępnego na rynku od
1988 roku manipulatora 3D do programów CAD. Co ciekawe, jego prototyp przygotowywany na zlecenie NASA powstał już w 1983 roku, a więc na 10 lat przed rynkowym debiutem
Magellana. Tak narodziły się manipulatory 3D.
Producenci manipulatorów 3D
Podobnie jak w wypadku swoich protoplastów manipulatory 3D oferują sześć stopni swobody – kierunki: prawo, lewo, góra, dół, przód, tył. Do tego dochodzą kierunki pośrednie, będące wypadkową tych podstawowych. Daje to ogromne możliwości manipulowania obiektem,
o czym może się przekonać każdy, kto położył kiedykolwiek swoją dłoń na którymś z urządzeń oferowanych obecnie przez trzech producentów.
Pierwszym jest australijska firma Spatial Freedom założona przez Johna Hiltona tuż po jego odejściu
ze Spatial Systems Inc. Oferuje ona swoją mysz 3D, która notabene od lat nie jest już rozwijana, pod
nazwą Astroid. Drugim producentem jest wspomniany, założony przez Logitecha, 3Dconnexion,
do którego wraz z częścią praw patentowych za sprawą połączenia się w 2001 roku z Logitechem
firmy Labtec 3D Motion Control Technology trafił wspólnik Johna Hiltona z firmy Spatial Systems
Inc., Bernd Gombert . Firma Labtec 3D Motion Control Technology była zaś bezpośrednim następcą Spatial Systems Inc. i produkowała od 1999 kontroler 3D o nazwie Spaceball 4000 FLX, który
trafił później do oferty Logitecha, a następnie 3Dconnexion. W 2003 roku z 3Dconnexion odchodzi
Bernd Gombert i powołuje do życia własną firmę Space Control GmbH, która zaoferowała podobne
urządzenie, wyposażone w dodatkowe funkcjonalności. Przyjrzyjmy się zatem teraz dostępnym
obecnie na rynku myszkom 3D, które można nabyć u trzech różnych producentów.
Astroid Spatial Freedom
Astroid to podstawowy i zarazem jedyny model manipulatora 3D, który dostępny jest w ofercie
firmy Spatial Freedom (www.spatialfreedom.com). Stylizacyjnie nawiązuje on do urządzeń z lat
90. i pod tym względem manipulator wygląda nieco archaicznie. Kula wykorzystywana do manipulowania nie każdemu musi przypaść do gustu. Firma 3Dconnexion poszła pod tym względem
inną drogą i wybrała dla swoich urządzeń inny kształt „chwytu”.
W wypadku Astrioida można mieć zastrzeżenia do użytego tworzywa, kolorystyki, ergonomii
programowanych przycisków. Podobać się za to może malutki joystick pozwalający na szybkie
przemieszczanie obiektów w poziomie. Producent zapewnia sterowniki do najpopularniejszych
systemów operacyjnych i rozwiązań CAD dostępnych na rynku. Urządzenie można nabyć poprzez stronę internetową, zamawiając je bezpośrednio u producenta.
3D-Maus SpaceController
Mysz 3D SpaceController firmy Space Control (www.spacecontrol.de) to obecnie jedyny model
tego producenta – premiera drugiego została skutecznie i zgodnie z prawem zablokowana przez
konkurencję. Muszka jest starannie wykonana i przemyślana oraz wygląda bardzo atrakcyjnie
pod względem stylistyki. Model występuje w z chwytem w dwóch wariantach – kulą, tak jak
w wypadku Astroida o gałką sterującą jak w ma to miejsce w wypadku urządzeń 3Dconnexion.
Produkt zapewnia wsparcie praktycznie dla wszystkich systemów CAD i dla wielu innych
Pierwsza
bezprzewodowa
myszka 3D
Firma 3Dconnexion w tym roku wprowadziła na rynek pierwszy bezprzewodowy model myszki 3D – SpaceMouse Wireless. Ten manipulator 3D bazuje pod względem stylistycznym i pod względem możliwości na najprostszym modelu SpaceNavigator. Niemniej SpaceMouse Wireless łączy w sobie opatentowany przez 3Dconnexion sensor wykorzystujący technologię sześciu stopni swobody ruchu (6DoF) z bezprzewodową technologią 2,4 GHz. SpaceMouse Wireless ma wbudowaną litowo-jonową baterię, która działa do miesiąca pracy (przy założeniu pracy 8 godzin dziennie, 5 dni w tygodniu). Co ważne, podczas ładowania za pomocą dołączonego do zestawu kabelka ze złączem mikro-USB z myszki można normalnie korzystać. Zachowane przy tym zostają wszystkie dane i ustawienia, dzięki czemu użytkownicy mogą po prostu podłączyć kabel do ładowania i kontynuować pracę.
15
aplikacji. Dodatkowo został wyposażony
w zastrzeżone patentem rozwiązanie, którego nie znajdziemy u konkurencji – pierścień
(tzw. PowerWheel) umocowany u podstawy
chwytu, pozwalający na ruch w prawo-lewo, który aktywuje konfigurowalne menu
ekranowe. Rozwiązanie to jest wygodne,
ale jego zastosowanie sprawiło, iż całość
chwytu uniosła się nieco wyżej, niż w konstrukcjach konkurencji. Może to niestety powodować pewien dyskomfort podczas pracy i niewykluczone, że szybsze zmęczenie
nadgarstka. Z drugiej strony producent zapewnia, iż wziął to pod uwagę przy opracowaniu kształtu obudowy, który istotnie różni
się od rozwiązań 3Dconnexion i wymusza
ułożenie dłoni pod kątem.
SpacePilot, SpaceNavigator,
SpaceMouse…
Firma 3Dconnecion (www.3dconnexion.eu)
oferuje największa gamę manipulatorów 3D.
W ofercie dostępne są zarówno proste modele składające się praktycznie z samej „gałki”
(np. SpaceNavigator), bardziej rozbudowane
urządzenia (m.in. SpaceMouse Pro), aż po
najbardziej zaawansowane manipulatory (np.
SpacePilot Pro) wyposażone we własny kolorowy wyświetlacz LCD z asystentem pracy.
Dla przykładu, zaawansowany model SpacePilot Pro wyposażony jest w pięć w pełni
konfigurowalnych, dwufunkcyjnych „inteligentnych” klawiszy funkcyjnych, które pozwalają na stały dostęp do dziesięciu najczęściej używanych komend. Urządzenie
rozpoznaje aktywną aplikacje, środowisko
oraz tryb pracy i automatycznie wyznacza
odpowiednie komendy. Z kolei kolorowy wyświetlacz LCD pokazuje zaś przypisaną do
klawisza funkcyjnego komendę, co pozwala
optymalnie pracować z programem CAD lub
inną aplikacją graficzną. Ponadto wyświetlacz LCD oferuje opcję szybkiego przeglądanie poczty e-mail oraz zadań i wpisów
w kalendarzu. Klawisze szybkiej nawigacji
(QuickView Navigation) usprawniają
natomiast wykrywanie
błędów oraz przegląd i prezentację
projektów poprzez
umożliwienie szybkiego dostępu do
32 standardowych
16
widoków – krótki nacisk aktywuje pierwotne
komendy widoków przypisane do klawisza,
a naciśnięcie i przytrzymanie klawisza włącza wtórne komendy widoków.
Całość zamknięto w ładnej, stylistycznie
i ergonomicznie wyprofilowanej obudowie
wyposażonej w odpowiedni wyprofilowane miejsce na nadgarstek. Dzięki temu dłoń
przyjmuje w sposób naturalny ergonomiczną pozycję. Najczęściej używane klawisze
zostały wygodnie umiejscowione w zasięgu
palców, a symetryczne rozmieszczenie przycisków funkcyjnych sprawia, ze z urządzenia
mogą korzystać zarówno osoby prawo-, jak
i leworęczne. Manipulatory 3D firmy 3Dconnexion obsługują ponad 130 aplikacji z różnych dziedzin – nie tylko systemów CAD czy
aplikacji do tworzenia grafiki trójwymiarowej.
urządzenie odczytujące gesty dłoni, za pomocą fal ultradźwiękowych. Na podstawie
odczytanego położenia palców i nadgarstków obu dłoni użytkownika, Leap Motion
(www.leapmotion.com), bo o nim mowa,
umożliwia zmianę położenia wyświetlanego
na monitorze wirtualnego obiektu w przestrzeni 3D, jego modyfikacje itp. Urządzenie
jest małe, przenośne, a koszt jego zakupu
nie przekracza obecnie 80 dolarów. Producent zapewnić wsparcie dla coraz większej
liczby aplikacji i systemów, także programów CAD – obecnie mogą z niego swobodnie korzystać m.in. użytkownicy NX 9.0.
Czy tak będzie wyglądała w najbliżej przyszłości obsługa komputerów, za kilka lat się
o tym przekonamu.

Maciej Stanisławski
Przyszłość manipulatorów
Jesienią tego roku, podczas prezentacji
rozwiązań Autodesk i Siemens, pokazano manipulator, czy też raczej
Foto 2: Manipulatory 3D produkowane przez
firmę 3Dconnexion występują w różnych wariant
antach dopasowanych do potrzeb i zasobności
portfela użytkowników. [źródło: 3Dconnexion]
Foto: Stratasys
WYDRUKUJ
TO CO ZAPROJEKTOWAŁEŚ!
S
tworzenie fizycznego, trójwymiarowego modelu projektowanego elementu
czy całej maszyny często jest niezbędnym etapem podczas prowadzenia
prac konstrukcyjnych. Niestety, tradycyjne metody przygotowywania modeli są
często bardzo drogie i czasochłonne. W takim wypadku inżynierom z pomocą
mogą przyjść mogą nowoczesne technologie prototypowania, określane
wspólnym mianem Rapid Prototyping, a jedną z nich jest technologia druku
trójwymiarowego nazywana po angielsku 3D printing.
Podstawy technologii trójwymiarowego druku
opracowane zostały już w 1986 roku na słynnym uniwersytecie technologicznym MIT – Massachusetts Institute of Technology. Pierwsze seryjne urządzenia pojawiły się w połowie lat 90.
XX wieku. Obecnie wykorzystuje się trzy metody
druku przestrzennego – FDM (Fused Deposition
Modeling), metodę proszkową oraz SLS (Selective Laser Sintering), czyli selektywne spiekanie
laserem. W uproszczeniu, pierwsza z nich sprowadza się do natryskiwania, tak jak ma to miejsce w komputerowych drukarkach atramentowych, warstw płynnego, szybkoschnącego
tworzywa sztucznego. Druga, polega na utwardzaniu warstwa po warstwie, sproszkowanego materiału, nanoszonego przez dozownik
głowicą natryskującą klej lub specjalną żywicą.
Trzecia, podobna jest do drugiej metody, z tym,
że zazwyczaj metaliczny proszek utwardzany
(spiekany) jest silnym światłem laserowym, a nie
sklejany natryskiwanym klejem.
FDM w akcji
W wypadku metody FDM, trójwymiarowe modele drukuje się polimerowego „drutu” wykonanego z takiego materiału jak np. ABS. Materiał ten nazywany jest materiałem bazowym
i z niego powstaje drukowany przedmiot . Aby
drukowany model podczas tworzenia się nie
wywrócił lub nie połączył się jego fragmenty
bądź elementy, które mają być od siebie oddzielone, niezbędne jest jeszcze użycie drugiego, dodatkowego materiału. Materiał ten
nazywa się materiałem podporowym i jest to
zwykle inny łatwy do usunięcia plastik lub np.
specjalnie utwardzana skrobia. W pierwszym
wypadku po wydrukowaniu przedmiotu elementy podporowe modelu po prostu się odcina, w drugim rozpuszcza się je w wodzie.
Materiał bazowy i podporowy nanoszone
są prze oddzielne dysze, a sposób działania
drukarki 3D jest taki sam jak zwykłej drukarki
atramentowej – głowica z dyszami podającymi materiał bazowy i podporowy przemieszcza się w płaszczyźnie XY i nanosi w odpowiednich miejscach, zamiast atramentu,
warstwę materiału polimerowego. Po jego
zastygnięciu, co twa nie dłużej niż sekundę,
obniżana jest płyta podstawy (w wypadku
drukarki atramentowej następuje przesunięcie kartki), nazywana stołem modelowym. To
na nim powstaje drukowany obiekt. Po obniżeniu o ułamek milimetra stołu modelowego można przystąpić do drukowania kolejnej
warstwy, itd. – cały proces jest powtarzany aż
do chwili ukończenia drukowania przedmiotu.
W wypadku najnowszych drukarek 3D korzystających z techniki FDM minimalna grubość ścianki drukowanego przedmiotu to
ok. 0,2-0,4, mm, starszych ok. 0,6 mm. Grubość nakładanej warstwy to zwykle 0,1 mm,
choć zdarzają się modele operujące warstwą
o grubości 0,05 mm. Komora modelująca typowej drukarki 3D pozwala drukować obiekty
o wielkości nie przekraczającej 30–50 cm.
Drukarki FDM drukują zwykle tylko w jednym
kolorze, zależnym od koloru użytego do druku polimeru. Wydruk przedmiotów o większej
liczbie kolorów wymaga dodania dodatkowych dysz do głowicy, co podniosłoby i tak
niemałe koszty urządzenia, dlatego w praktyce, poza nielicznymi wyjątkami, nie spotyka
się drukarek FDM, które mogły by drukować
więcej niż jednokolorowe modele.
Bardzo istotną zaletą technologii FDM jest
to, że wykonane przy jej pomocy prototypy
można poddawać obróbce – np. szlifowaniu,
wierceniu, malowaniu, chromowaniu itp. Modele można też ze sobą łatwo sklejać, tworząc większe rozmiarowo niż wspomniane,
50-centymetrowe obiekty.
Proszek w akcji
Metoda proszkowa wykorzystywana jest przede
wszystkim w drukarkach firmy Z Corporation.
W tych drukarkach 3D na przemian, warstwami,
nanosi się spoiwo i specjalny proszek o odpo-
17
wiednio dobranej granulacji. Spoiwo nanoszone
jest przez głowicę drukującą, a proszek nakłada,
podając go z podajnika, specjalny zgarniacz.
Cykl nanoszenia spoiwa i proszku powtarzany
jest na przemian, aż do zakończenia procesu
drukowania przedmiotu. Na końcu, przed wyjęciem gotowego przedmiotu odczekuje się około
godziny po to, aby zaszły do końca chemiczne
procesy wiązania spoiwa.
Druk nie wymaga tutaj materiału podporowego – drukowany przedmiot trzyma się
w odpowiedniej pozycji dzięki temu, że jest
„zanurzony” w niesklejonym proszku. Niestety, wytrzymałość modelu nie jest duża i po to,
aby go wzmocnić po wyjęciu pokrywa się go
specjalnym lakierem Z-Bond lub płynną, rozcieńczoną żywicą epoksydową.
Istotną zaletą metody druku 3D z proszku
jest możliwość drukowania w kolorze. Na
przykład drukarka ZPrinter 450 wyposażona
jest dodatkowo w zwykłą głowicę atramentową, która nanosi na każdą warstwę drukowanego modelu barwny tusz, taki sam jak
w drukarkach atramentowych, dzięki czemu
model 3D jest od razu kolorowy. Drukowane
przedmioty mogą mieć też cieńsze ścianki niż
w wypadku metody FDM i ich grubość to od
0,05-0,1 mm. Tej samej grubości nakładana
jest pojedyncza warstwa proszku. Wadą metody proszkowej jest stosunkowo duża kruchość drukowanych obiektów (obiekty mają
porównywalne wymiary jak w metodzie FDM),
co wynika z wytrzymałości mechanicznej zastosowanych podczas druku spoiw.
Laserem po modelu
Metoda SLS została wynaleziona i opatentowana przez dr Carla Deckarda z Uniwersytetu
Teksańskiego w Austin. Polega ona na noszeniu, cienkich 0,1-milimetrowych warstw proszku i ich utwardzaniu promieniem lasera, tak jak
w wypadku zwykłej drukarki laserowej. Laser
rysuje drukowany wzór na każdej warstwie i na
skutek podniesienia temperatury, w miejscach
na które padła wiązka światła, materiał jest
spiekany. Cykle świecenia i nanoszenia proszku powtarzane są naprzemiennie, aż do chwili
otrzymania gotowego modelu, który cechuje
się bardzo dużą trwałością.
W metodzie SLS wykorzystuje się proszki poliamidowe lub polistyrenowe, lasery większej
mocy pozwalając na drukowanie obiektów
metalowych, głownie z aluminium. Wówczas
18
do druku stosowany jest proszek metaliczny
o odpowiednim składzie (mieszanina metali
lub metale oraz proszki ceramiczne), który
pozwala na wytworzenie trwałych i równych
spieków metalicznych. Modele wykonane
metodą SLS cechują się bardzo dużą precyzją wykonania i można je obrabiać mechanicznie. Co ciekawe, metodą SLS drukuje się
nie tylko modele i prototypy elementów ale
również używane w przemyśle formy do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych,
formy odlewnicze oraz pełnowartościowe narzędzia do produkcji seryjnej takie jak uchwyty, matryce, a nawet elementy dysz stosowane w silnikach samolotów odrzutowych.
Oprogramowanie
Tworzenie wydruków 3D bazuje na trójwymiarowych plikach elementów opracowywanych w programach CAD. Aby móc wydrukować model, musi on zostać zapisany
w formacie .STL. Eksport do takiego formatu
oferowany jest przez większość programów
CAD, lub wtyczek doinstalowywanych do
aplikacji CAD. Model w formacie STL wczytuje się do oprogramowania sterującego drukarką 3D, a sterowniki na podstawie modelu
3D tworzą kolejne poziome przekroje obiektu. Przekroje, już jako obiekty dwuwymiarowe, przenoszone są na kolejne warstwy
wydruku. Co ciekawe, w ten sam sposób
do drukarki 3D przenieść można przekroje
pochodzące z diagnostycznej aparatury medycznej takiej jak tomografy komputerowe
czy urządzenia do rezonansu magnetycznego. Dzięki temu lekarze mogą np. stworzyć
model kości pacjenta i lepiej przygotować
się do planowanej operacji.
Drukarki 3D nie należą do najtańszych. Proste przemysłowe urządzenia kosztują ok.
10–15 tys. złotych. Na lepsze modele profesjonalne przeznaczyć już trzeba co najmniej
100 tys. zł. Na szczęście pojawiły się na rynku, małe, tanie drukarki 3D, które można nazwać „domowymi” lub „osobistymi”. Kosztują
one ok. 2000–4000 zł. Za przykład tego typu
urządzeń mogą posłużyć kosztująca zaledwie 2 tys. zł drukarka Prusa i3 xPJD produkowana przez firmę PJD Automatyka (www.
pjd-automatyka.pl), GolemD za 2800 zł opracowany przez firmę AXE PRIM (www.3d3.pl).
Warto też pamiętać, że wiele firm i instytutów badawczych dysponuje odpowiednimi
Foto 1: Utwardzanie i czyszczenie modelu uzyskanego
na proszkowej drukarce 3D. [źródło: Z Corporation]
drukarkami 3D, na których odpłatnie świadczą usługi wykonywania wydruków 3D. Dzięki temu każdy kto ma taką potrzebę może
wykonać trójwymiarowy model obiektu, nie
kupując przy tym drogiego urządzenia – wystarczy, że zlecić jego wykonanie firmie świadczącej tego typu usługi.

Marcin Bieńkowski
Foto 1: NX 9.0 przystosowano do współpracy z wykorzystującym ultradźwięki, bezdotykowym manipulatorem Leap Motion. Dzięki niemu za pomocą gestów rąk
można nie dotykając ani myszki, ani klawiatury, swobodnie obracać i przesuwać obiekty oraz wykonywać polecenia związane z modelowaniem. [źródło: Leap Motion]
CAD 3D
Nowe funkcjonalności w oprogramowaniu
W
śród tegorocznych rowowości dotyczących oprogramowania inżynierskiego warto odnotować dwa wydarzenia
z branży CAD – premierę SolidWorks 2014 i NX 9.0. W przypadku obu systemów, choć przeznaczone są one dla
różnych odbiorców, wprowadzono wiele oczekiwanych ulepszeń. Niektóre z nich można śmiała nazwać rewolucyjnymi.
Synchronous Technology, jako oryginalne
i nowatorskie rozwiązanie firmy Siemens PLM
Software, jest już od kilku lat obecna w oprogramowaniu CAD tej firmy, ale jak do tej pory
dotyczyła jedynie obszaru projektowania
i modelowania w 3D. W tym roku zadebiutowała także w 2D, a użytkownicy liczą na to, że
wkrótce pojawi się nie tylko w systemie NX,
ale również w Solid Edge, a być może również
w bezpłatnym Solid Edge 2D Drafting.
Zmiana sposobu
pracy z danymi 2D
Wprowadzenie Technologii Synchronicznej do
edycji rysunków 2D w najnowszej wersji NX 9.0
zdecydowanie usprawnia i skraca czas modyfikowania istniejących rysunków i szkiców. Jest
to sytuacja analogiczna do tej, która miała miejsce wcześniej w przypadku geometrii 3D. Teraz
modyfikacja danego detalu nie wymaga konieczności „ręcznego” poprawiania elementów
rysunku, poprzedzonego definiowaniem skomplikowanych powiązań i relacji między liniami,
odcinkami, profilami itp. Modyfikacje w zasadzie
sprowadzają się do wskazania tych elementów
szkicu, które chcemy, aby reagowały na zmiany
wprowadzane przez nas w innym elemencie –
system sam już dalej zadba o to, aby pozostały
one asocjatywne. Podczas dynamicznej zmiany
szkicu – przesuwania krzywych – wymiary są
aktualizowane o wartość przesunięcia.
19
Synchronous 2D ma szczególne zastosowanie przy importowanej dokumentacji, z której w szybki sposób możemy wykonać szkic i modyfikować go w dowolny sposób, już w środowisku NX 9.0.
Wprawdzie modelowanie trójwymiarowe jest preferowaną metodą
projektowania, to jednak dwuwymiarowe rysunki i dane produktów
– w bardzo zróżnicowanych formatach cyfrowych – wciąż są wykorzystywane w praktycznie każdej branży przemysłowej na pewnych
etapach rozwoju produktu. Co więcej, warto pamiętać o tym, iż
nadal w skali globalnej dominuje wykorzystywanie systemów CAD
2D, siłą rzeczy „generujących” projekty w postaci dwuwymiarowej.
Technologia Synchroniczna do danych 2D
System NX 9.0 eliminuje
problemy
przystosowano do pracy niekompatybilności
z ekranami dotykowymi, struktur danych i niea także zapewniono spójność technologii
CAD, właśnie poprzez
obsługę pióra i gestów wprowadzenie
sworąk. Tym samym jest istej „inteligencji” do
jednym z nielicznych danych
dwuwymiasystemów CAD/CAM/
rowych, bez konieczCAE wpierających nowe ności
dokonywania
urządzenie Leap Motion ich translacji. Dziędo bezdotykowej obsługi ki temu użytkownik
może intuicyjnie i – wg
programu.
producenta – nawet
pięciokrotnie szybciej edytować pliki 2D pochodzące z różnych
systemów CAD. Jest to szczególnie przydatne w tych branżach,
w których występują duże ilości dwuwymiarowych danych pochodzących ze starszych systemów CAD.
odbicie itp. Proste w użyciu narzędzie potrafi przekształcić wyjściową formę np. sferę, w najbardziej skomplikowany kształt. Co więcej,
nowa funkcjonalność aż „prosiła się” o nowe urządzenie pozwalające
użytkownikowi na pełne wykorzystanie jej potencjału. Czy poza myszami 3D można było „zaprząc” do NX 9.0 coś więcej? Owszem, NX
9.0 został przystosowany do pracy z nowym manipulatorem Leap
Motion, czy też raczej urządzeniem, odczytującym gesty rąk.
Technologia Synchroniczna w obszarze modelowania 3D w NX 9.0
pozwoliła na dodanie poleceń ułatwiających, czy wręcz pozwalających na automatyczne tworzenie wzmocnień w postaci podpór,
żeber itp. Ciekawie przedstawia się także możliwość wykonania pochylenia wybranej części ścianki bez konieczności jej wcześniejszego
dzielenia. Nie wdając się w szczegóły, po wskazaniu powierzchni, do
której będzie wykonywane pochylenie, pochylane ścianki traktowane
są jako osobny obiekt. Nowością w NX 9.0 jest także możliwość
modyfikowania kształtu bryły lub powierzchni nie poprzez przesuwanie ścianki, ale – jej krawędzi. Kształt ścianki będzie się dynamicznie
dopasowywał odpowiednio do wprowadzanych zmian.
W obszarze CAE (symulacje i analizy) nie tylko skupiono się na po-
Co więcej w NX 9.0
Technologia Synchroniczna w 2D nie jest oczywiście jedynym usprawnieniem, jakiego doczekali się użytkownicy flagowego systemu Siemens PLM Software. Osobiście zwróciłbym szczególną uwagę na
funkcjonalność Real Shape (narzędzie NX Realize Shape), będącą
nowym rozwiązaniem do projektowania powierzchni swobodnych,
zintegrowanym bezpośrednio w środowisku NX 9.0.
Pakiet NX Realize Shape to nic innego, jak środowisko projektowania
swobodnych form, sprawdzające się w przygotowywaniu produkcji
wyrobów o mocno stylizowanych kształtach lub skomplikowanych
powierzchniach. Wygląda na to, że istotnie jest to obecnie jedyne
tego typu rozwiązanie w systemie CAD, w którym płynnie zintegrowano zaawansowane, łatwe w obsłudze i elastyczne narzędzia do
projektowania form swobodnych.
Niestety NX Realize Shape ma pewne ograniczenia – np. nie da się
go wykorzystać do modyfikowania, czy też tworzenia powierzchni ,
a w każdym razie, nie bezpośrednio. W pracy z Real Shape należy
najpierw stworzyć bryłę, wokół której powstanie „przezroczysty” prostopadłościan zawierający punkty sterujące kształtem powierzchni
projektowanej bryły. Użytkownik definiuje na nim siatkę, a następnie
za jej pomocą może swobodnie dokonywać zmian kształtu obiektu, wykorzystując dodatkowo definiowane cechy symetrii, lustrzane
20
Foto 2: Funkcja stylu splajnu, a także funkcja regulacji zaokrągleń stożkowych
pozwalają na szybsze i bardziej precyzyjne tworzenie złożonych powierzchni i kształtów
organicznych. [źródło: SolidWorks]
Foto 3: Conic Fillet Control pozwala na większą kontrola definiowanych kształtów.
[źródło: SolidWorks]
prawie pracy pojedynczych narzędzi (m.in.
wprowadzono automatyczną kontrolę nad
siatką mesh), ale usprawniono całościowe
procesy, m.in. symulacji silników lotniczych,
skracając czas konfigurowania skomplikowanych warunków granicznych o 75
procent. Nowy równoległy solwer NX CAE
przyspiesza pracę nad wielkoskalowymi
modelami, dostarczając wyników w krótszym czasie. Udoskonalenia oprogramowania NX Nastran, sprawdzonego pod względem wydajności obliczeniowej, dokładności
i skalowalności solwera MES, pozwalają
także o połowę skrócić czasy symulacji hałasu, wibracji i kultury pracy podzespołu.
Nowe możliwości oprogramowania NX do
produkcji zapewniają zwiększoną kontrolę
w zakresie szybszego i bardziej elastycznego programowania CAM i CMM. Do
wytwarzania form i matryc wprowadzono
nową funkcję zarządzania regionem obróbki, która umożliwia bardziej efektywne programowanie m.in. dzięki graficznemu interfejsowi użytkownika, co skraca czas pracy
nad skomplikowanymi częściami i zapewnia
precyzyjną kontrolę nad doborem strategii
obróbki. Użytkownik zyskuje w zasadzie pełną kontrolę nad metodą obróbki dla każdego regionu, wspomniany graficzny podgląd
i edycję regionów, precyzyjne dopasowanie
osi narzędzia do regionu, a w efekcie m.in.
wysoką jakość powierzchni po obróbce.
Po wskazaniu obszaru do obróbki programista ma możliwość jego kontroli poprzez podział kątowy, przypisanie określonej strategii
obróbki i narzędzia do danego obszaru jeszcze przed generowaniem właściwych ścieżek. Obszary obróbki można interaktywnie
łączyć, dzielić i usuwać. Dodatkowo można
dynamicznie zmienić oś narzędzia (na obrabiarkach wieloosiowych), by uniknąć kolizji
przy obróbce na krótkim wysięgu. Przydatna
okazuje się także konwersja ścieżek 3-osiowych na 5-osiowe (również stosowana dla
uniknięcia kolizji z oprawką w przypadku
krótkich narzędzi), która została rozszerzona na operację obróbki zgrubnej i obsługę
podcięć. Wspomnę jeszcze o funkcji FlowCut, dzięki której operacja obróbki resztek
automatycznie wyznacza obszary obróbki
oraz optymalnie dobiera wzór ścieżki w zależności od pochylenia ścian w jednej operacji (z możliwością stosowania technik HSM).
Nowości w programie
Inventor 2014
Rozmowa z Tomaszem Gajem, Specjalistą ds. CAD w firmie
PROCAD, www.procad.pl
Biznes Benchmark: Jakie najważniejsze, nowe funkcje pojawiły się w kolejnej
wersji programu Autodesk Inventor. W jaki sposób usprawnią one projektowanie 3D?
Tomasz Gaj: Programiści Autodesku dokładają wszelkich starań aby sprostać wymaganiom użytkowników aplikacji. Do najbardziej istotnych usprawnień, które pojawiły się w najnowszej wersji programu możemy zaliczyć poprawę algorytmów matematycznych podstawowych operacji modelowania dzięki czemu użytkownik otrzymuje znacznie szerszą paletę możliwości projektowania części. Ważną kwestią jest także usprawnienie pracy z dużymi zespołami. Dzięki nowej technologii ekspresowego otwierania zespołów oraz możliwości tworzenia dokumentacji płaskiej jako widoki rastrowe użytkownik oszczędza znaczną ilość czasu, który w obecnych czasach jest bezcenny. Bardzo ciekawymi rozwiązaniami są także nowego typu wiązania tzw. POŁĄCZENIA ,dzięki którym uzyskujemy dodatkowe możliwości zarządzania stopniami swobody oraz analizy tych zespołów w module symulacji dynamicznej. Dostępne są także nowe translatory umożliwiające kooperacje z innymi systemami CAD-owskimi (możliwość exportu: Parasolid wersja 9.0 przez 25.0, Pro/ENGINEER Granite version 1 przez 8.0, CATIA V5 version R10 przez V5-6R2012; możliwość importu: CATIA V5 wersja R6 przez V5-6R2012, NX version Unigraphics 13 przez NX 8.0, SolidWorks wersja 2001 plus przez 2012.
Biznes Benchmark: W jaki sposób wspierają Państwo społeczność inżynierów
i projektantów korzystających z Państwa oprogramowaniem Jakie elementy tego
wsparcia są najważniejsze dla Państwa, a jakie dla użytkowników.
Tomasz Gaj: Staramy się wychodzić naprzeciw oczekiwaniom naszych klientów poprzez oferowania najwyższej jakości usług. Pracownicy PROCAD to starannie dobrana grupa osób wzajemnie uzupełniających swoje kompetencje. Dla nas kluczową kwestią jest dobranie odpowiedniego rozwiązania dla każdego klienta. Różnie specyfi kacje fi rm wymuszają podejścia indywidualnego do każdego klienta i skrupulatnego rozpoznania jego potrzeb. Dzięki doświadczonej załodze handlowców, inżynierów wsparcia technicznego, programistów jesteśmy w stanie sprostać oczekiwaniom najbardziej wymagających klientów. Dzięki cyklicznie organizowanym seminariom, pokazom na żywo oraz przez Internet, corocznym targom PROCAD EXPO staramy się nawiązać trwałą relację z klientami. Dla nas najważniejszym jest właśnie utrzymanie długotrwałych relacji z klientami. Użytkownicy natomiast oczekują fachowej porady, skutecznej pomocy, konkurencyjnej ceny.
21
SolidWorks 2014
Nowości wprowadzone w najnowszym pakiecie SolidWorks
pogrupować można w trzy główne kategorie:
• usprawnienia narzędzi do projektowania,
• zintegrowane toki pracy,
• rozszerzona wizualizacja ułatwiająca współpracę.
Jeśli o chodzi o narzędzia do projektowania, na uznanie zasługuje nowa funkcja stylu splajnu, a także regulacji zaokrągleń
stożkowych, które umożliwiają użytkownikom szybsze i precyzyjniejsze tworzenie złożonych powierzchni i kształtów organicznych. W obszarze pracy z 2D wprowadzono możliwość
zastępowania elementów szkicu, automatycznego skalowania
szkiców (podczas dodawania pierwszego wymiaru), stały wymiar długości splajnów, a także wymiar długości ścieżki dla wielu elementów szkicu (pasów, łańcuchów, kabli, obwodów itp.).
Usprawniona została obsługa arkusza blachy. Nowe funkcje
(operacja wzmocnienia, wykończenie narożników, zgięcia po
profilach) umożliwiają szybsze tworzenie geometrii arkusza blachy oraz sprawniejsze tworzenie danych produkcyjnych. Cieszy
możliwość tworzenia żeber usztywniających, takich jak wcięte
części wsporników montażowych, umożliwiające zmniejszenie
wagi i zwiększenie odporności na siły działającej na część.
Poprawiono tok pracy w programie SolidWorks Enterprise PDM.
Dzięki nowej funkcji integracji z pakietem Microsoft Office
oraz rozbudowanemu klientowi internetowemu z podglądem
graficznym, ułatwiono zarządzanie większą ilością danych.
Zapewniono także ściślejszą integrację dodatku SolidWorks
Electrical z oprogramowaniem SolidWorks Enterprise PDM
i eDrawings, co umożliwia obecnie użytkownikom łatwiejsze
optymalizowanie, udostępnianie i śledzenie projektów elektrycznych, znacznie usprawniając współpracę.
Zmniejszony został też stopień skomplikowania konfiguracji programu Simulation. W SolidWorks 2014 automatycznie wykorzystuje ono istniejące dane inżynieryjne w symulacjach, dzięki
czemu nie trzeba ponownie wykonywać tych samych działań,
a wspólna praca nad projektami przebiega sprawniej. Zadbano
także o szybsze i łatwiejsze tworzenie złożeń dzięki nowemu,
kontekstowemu paskowi narzędzi szybkich wiązań oraz wiązaniom szczeliny. W przypadku złożeń w widokach przekroju użytkownicy mogą uwzględniać lub wykluczać wybrane składniki, co
przyspiesza tworzenie atrakcyjnych widoków przekroju.
Jak widać, Technologia Synchroniczna w 2D nie była jedynym tegorocznym usprawnieniem, na które warto było zwrócić uwagę. Szkoda, że zapowiadana premiera SolidWorks
Mechanical Conceptual, systemu przeznaczonego do modelowania koncepcyjnego i z założenia będącego uzupełnieniem funkcjonalności SolidWorks została przesunięta. System ten zostanie oficjalnie zaprezentowany i udostępniony
poprzez Internet na przełomie stycznia i lutego 2014 roku,
prawdopodobnie podczas konferencji SolidWorks World
2014. Na kolejną rewolucję w CAD trzeba zatem będzie jeszcze trochę poczekać.

22
Nowości w programie
Solid Edge
Rozmowa z Russellem Brookiem, Dyrektorem Marketingu
Velocity na region EMEA, Siemens PLM Software
Biznes Benchmark: Jakie najważniejsze nowości wprowadzili
Państwo w swoim oprogramowaniu inżynierskim 3D?
Russell Brook: Najnowsza wersja Solid Edge zawiera zaawansowane funkcjonalności do projektowania kształtowanych i tłoczonych części metalowych, usprawnienia w projektowaniu złożeń i części blaszanych. Dodatkowo Solid Edge ST6 umożliwia szybszą pracę z dużymi złożeniami oraz ochronę adresu IP podczas dzielenia wrażliwych danych z dostawcami. Wprowadziliśmy też rozszerzone narzędzia wizualne dla projektów Solid Edge for SharePoint oraz funkcjonalność Solid Edge Coversion ułatwiającą użytkownikom innych systemów przejście do Solid Edge. Narzędzie to pozwala na edycję zaimportowanych danych za pomocą Technologii Synchronicznej.
Biznes Benchmark: W jaki sposób wspierają Państwo społeczność inżynierów i projektantów związaną z Państwa oprogramowaniem. Jakie elementy tego wsparcia są najważniejsze dla
Państwa, a jakie dla użytkowników?
Russell Brook: Nowa integracja Solid Edge z serwisem YouTube umożliwia poznawanie i dzielenie się pomocnymi wskazówkami. Nowe możliwości pozwalają rejestrować i udostępniać pliki wideo w serwisie. Posiadamy też specjalną stronę społeczności, na której klienci dzielą się informacjami i doświadczeniem. Użytkownicy znajdą tam sekcję newsów, pytań i odpowiedzi, forum dyskusyjne i bazę wiedzy.
Biznes Benchmark: Czy istnieją branże w Polsce i na Świecie,
które szczególnie chętnie korzystają z Państwa oprogramowania?
Russell Brook: Nasze systemy są chętnie wykorzystywane przez fi rmy z branży maszynowej, szczególnie przemysłowego przetwórstwa spożywczego, obróbki materiałów oraz urządzeń budowlanych. Oprogramowanie to jest również popularne wśród fi rm projektujących sprzęt medyczny i towary konsumpcyjne trwałego użytku.
mobilnych, projektowaniem układów elektrycznych oraz tzw. ekonomii doświadczeń
(experience economy).
SolidWorks 2014 i przyszłość
oprogramowania 3D
O
polskim rynku programów CAD, przyszłości oprogramowania CAD 3D
i najnowszej, wprowadzonej niedawno na rynek wersji programu SolidWoks
2014 z dyrektorem odpowiedzialnym za rynki Europy Centralnej w spółce
SolidWorks Deutschland GmbH, Panem Uwe Burk rozmawia Marcin Bieńkowski.
SolidWork to jeden z najpopularniejszych
obecnie systemów CAD/CAM, który używany
jest przez wielu inżynierów i projektantów na
całym Świecie. Niedawno na rynku pojawiła
się najnowsza wersja tego programu – SolidWorks 2014. Jej premiera w Polsce zbiegła się ze zorganizowanym przez firmę CNS
Solutions 12. spotkaniem fanów SolidWorks
oraz technologii CAD/CAM/CAE/PDM, które odbywało się na Stadionie Pepsi Arena
w Warszawie. W konferencji brał również
udział Uwe Burk z którym to mieliśmy okazję
porozmawiać. Pełni on w firmie SolidWorks
należącej do 3DEXPERIENCE Company
Dassault Systèmes funkcję Country Manager
Central Europe.
Marcin Bieńkowski: Jednymi z najważniejszych rynków dla inżynierskiego oprogramowania 3D w są z pewnością Niemcy,
Francja, Wielka Brytania czy Szwajcaria. Czy
polski rynek jest również istotnym rynkiem
dla SolidWorks.
Uwe Burk: Polska jest dla Dassault Systèmes jednym z najbardziej interesujących
rynków w tej części Europy, a dla SolidWorks
jest obecnie drugim pod względem wielkości
rynkiem w Europie Centralnej. Nowe funkcje
symulacji i komunikacji wprowadzone w najnowszej wersji oprogramowania SolidWorks
2014 stwarzają atrakcyjne możliwości rozwijania zaawansowanych technologii również
dla klientów w Polsce. Najnowsze oprogramowanie 3D firmy Dassault Systèmes sta-
nowi stały składnik portfolio produktów Dassault Systèmes i przeznaczone jest na rynek
ogólnych aplikacji inżynierskich. Tylko w zakresie klasycznych programów CAD w ciągu
ostatnich 12 miesięcy w oprogramowanie
SolidWorks wyposażono ponad tysiąc polskich stanowisk pracy, przy czym nowi klienci
stanowili grubo ponad 50%. Nasze produkty, dzięki zastosowanych w nich efektywnym
technologiom pozwalają klientom w krótkim
czasie na uzyskanie znacznej wartości dodanej w ich działalności.
Marcin Bieńkowski: Oprogramowanie
SolidWorks 2014, które wprowadzono niedawno na rynek ma zaimplementowane
nowe oraz rozszerzone funkcje zwiększające
produktywność i jest, co potwierdzają opinie wielu użytkowników, bardziej przyjazne
w obsłudze. Czym spowodowana jest ta dobra ocena funkcjonalności użytkowej wśród
użytkowników tego pakietu CAD 3D.
Uwe Burk: Nie jest żadną tajemnica że nasi
programiści i inżynierowie ściśle współpracują
z użytkownikami naszego oprogramowania,
uważnie analizując ich uwagi i sugestie. Innymi słowy, prace rozwojowe nad pakietem
SolidWorks są ściśle związane z życzeniami
klientów, i tym razem około 75% wszystkich
wprowadzonych nowości wynika właśnie
z sugestii użytkowników pakietu. Najnowsza
wersja oprogramowania SolidWorks 2014,
oferuje użytkownikom nowe funkcje związane z symulacjami, wykorzystaniem urządzeń
Marcin Bieńkowski: Dlaczego zainteresowali się Państwo wykorzystaniem urządzeń
mobilnych?
Uwe Burk: Nowe funkcje SolidWorks dotyczące aplikacji mobilnych to reakcja na trend,
który również w Polsce powinien utrwalać się
dzięki coraz większej dostępności sieci i popularności urządzeń mobilnych takich jak tablety czy smartfony. SolidWorks 2014 współpracuje z urządzeniami z systemami Android
i iOS, dzięki którym klienci z każdego miejsca
i w każdym czasie mają dostęp do nowych
programów 3D. Moim zdaniem, mobilne zarządzanie danymi dotyczącymi projektowanych produktów stanie się „hitem” na rynkach
zorientowanych na szczupłe zarządzenie i „odchudzanie firm”. Dzięki aplikacji eDrawings
można oglądać przygotowane w SolidWorks
konstrukcje w 3D, przekazywać je i demonstrować, jak projektowane produkty będą
zachowywać się w rzeczywistych warunkach.
To narzędzie do szybkiej i łatwej technicznej
komunikacji, z uwzględnieniem rzeczywistości
rozszerzonej (augmented reality).
Marcin Bieńkowski: Jakie nowe elementy
platformy SolidWorks są szczególnie interesujące dla polskich użytkowników?
Uwe Burk: Autoryzowani dystrybutorzy SolidWorks obserwują rosnące zainteresowanie wydajnymi narzędziami do projektowania
i symulacji oraz nowym oprogramowaniem
SolidWorks Electrical wszędzie tam, gdzie
mamy do czynienia jednocześnie z mechaniką i elektryką. To, co oferuje obecnie SolidWorks Electrical w zakresie projektowania
układów elektrycznych, jest jak dotąd unikalnym narzędziem w branży. Dla polskich firm
zajmujących się przetwórstwem blach nowa
wersja otwiera możliwości, które dokładnie
odpowiadają potrzebom polskiego rynku. Dla
przykładu nowe funkcje umożliwiają szybszą
konstrukcję geometrii blach i usprawnienie
generowania danych do produkcji. Dzięki
temu użytkownicy mają większą kontrolę nad
obróbką krawędzi i możliwość wykonania żeber usztywniających z, na przykład, wydrążeniami we wzmocnieniach dla redukcji ciężaru
i sił oddziaływujących na dany element.
23
Najnowsza wersja Solid Edge pozwala również na migrację złożeń, części i rysunków z programu SolidWorks. WIELOZADANIOWE NARZĘDZIE DLA
PROJEKTANTA
24
W
najnowszej wersji oprogramowania Solid Edge ST6
programiści uwzględnili ponad 1300
propozycji użytkowników. Dzięki
temu inżynierowie mogą znacznie
szybciej projektować części, podzespoły i całe wyroby, jednocześnie
minimalizując koszty i czas realizacji
całego przedsięwzięcia. W pakiecie
Solid Edge ST6 ułatwiono również
projektowanie wielu różnych grup
produktów – począwszy od stylizowanych ergonomicznych części po
komponenty blaszane. Pakiet optymalizuje też dopasowanie i położenie
części przy użyciu zautomatyzowanych narzędzi, ułatwia wizualne zrozumienie złożonych danych projektowych i zmian inżynieryjnych oraz
zarządzanie nimi, Program pozwala
także na szybką, zbiorczą migrację,
istniejących modeli, zaprojektowanych w innych systemach CAD/CAM
do formatu Solid Edge ST6.
Wprowadzając na rynek pięć lat temu pakiet Solid Edge w wersji ST (Synchronous
Technology – technologia synchroniczna),
firma Siemens zmieniła swoje podejście
do modelowania i projektowania inżynierskiego. Zrezygnowano wówczas z metod
projektowania bazujących na historii operacji i listy cech na rzecz metody opartej
na bezpośredniej edycji i przesuwania oraz
przeciągania obiektów myszką na ekranie. Technologia synchroniczna, bo o niej
mowa, stale ewoluuje i stała się już znacznie bardziej dopracowana. Zniknęły też
początkowo istniejące bariery pomiędzy
podejściem do projektowania opartym na
porządku i historii, a nowymi możliwościami związanymi z dynamicznym modelowaniem. Poprawiła się też wzajemna integracja obu sposobów projektowania.
Modelowanie synchroniczne
Pakiet Solid Edge ST6 zawiera kilka ulepszeń
poprawiających modelowanie synchroniczne.
Uchwyt sterujący jest duży i można łatwiej
określić jego położenie oraz orientację. Teraz
można używać tego samego uchwytu realizującego ruch w trzech kierunkach, który dodatkowo zapewnia kontrolę obrotu, zarówno
do tworzenia, jak i modyfikacji, a także przesuwania oraz zmiany orientacji obiektów. Co
ważne, wielkość koła sterującego można dopasować do rozdzielczości monitora i preferencji użytkownika. Menedżer rozwiązań jest
bardziej intuicyjny i przewidywalny. Użytkownik ma też większą kontrolę nad sposobem
wykorzystania koloru w Menedżerze rozwiązań i raportowaniem błędów.
Operacje synchroniczne, takie jak wycięcia,
wycięcia obrotowe, otwory, zaokrąglenia
i fazy oraz informacje dotyczące wytwarzania produktu (PMI – Product Manufacturing
Information) można zdefiniować na zapisywalnej części docelowej podczas pracy nad
złożeniem. Ułatwia to interakcję pomiędzy
modelowaniem części a projektowaniem
złożeń, przyspieszając tym samym proces
rozwoju produktu. Rozwiązanie to pozwala
też zwiększyć efektywność projektowania poprzez bezpośrednie wykorzystanie wystąpień
złożeń jako synchronicznych narzędzi logicznych umożliwiających szybsze tworzenie odstępów między częściami. Ulepszenia wzorców synchronicznych znacznie zwiększają
użyteczność, jakość zachowań i możliwość
umieszczania wyśrodkowanych wzorów.
Oprogramowania Solid Edge ST6 można
też użyć do rozpoznawania szeregu równoległych otworów i ponownego definiowania
ich jako jednego wzoru, co zwiększa możliwości ponownego wykorzystania importowanych danych. Występujące w modelach
zaokrąglenia można częściowo usuwać, co
ułatwia oczyszczanie importowanych modeli. Istnieje też możliwość propagacji cech
synchronicznych utworzonych w środowisku modelowania złożenia do komponentów
źródłowych. Możliwość ta jest przydatna
podczas tworzenia cech obejmujących kilka
części, które będą np. ze sobą spasowywane przy montażu.
Usprawniono też realizację wyciągania powierzchni płaskiej, która pojawiła się w wersji Solid Edge ST5. Funkcja ta pozwala
zbudować żądaną geometrię z istniejącej
powierzchni w taki sposób, żeby była ona
dokładnie dopasowana do pozostałych elementów. W wersji Solid Edge ST6 wprowadzono większą kontrolę nad tym, w jaki sposób wybierane są wewnętrzne powierzchnie
do wyciągnięcia w zależności od sposobu
ich dalszego wykorzystania.
Modelowanie powierzchni
stylizowanych
Nowe polecenie przedefiniowania powierzchni zastępuje wiele „zwykłych” lic jednym licem inteligentnym. Projektanci mogą teraz
udoskonalić kształt lica zastępczego, dodając krzywe punktów charakterystycznych na
podstawie lic pierwotnych, i określić granice
ciągłości krzywizny w celu tworzenia bardzo
gładkich powierzchni pomiędzy istniejącymi
W nowej wersji Solid Edge
ST6 znalazło się także kilka
usprawnień w samych
uchwytach kontroli 3D
wykorzystywanych do
sterowania powierzchnią
w trakcie jej edycji.
licami. Intuicyjną, lokalną edycję krzywizny
można wykonać przy użyciu całkowicie nowych uchwytów kontroli ciągłości 3D przy
granicach krzywych i powierzchni. Ciągłość
krzywizny lub styczności określa się za pomocą uchwytu kontroli styczności, natomiast wielkość każdego warunku krzywizny
modyfikuje się interaktywnie za pomocą
uchwytu wielkości styczności. Ograniczone
powierzchnie umożliwiają teraz stosowanie
krzywych wiodących zapewniających lepszą
kontrolę nad kształtem, a jednocześnie obsługują warunki graniczne ciągłości krzywizny
pozwalające na sprawne dopasowanie do
przylegających lic.
W nowej wersji Solid Edge ST6 znalazło się
także kilka usprawnień w samych uchwytach
kontroli 3D wykorzystywanych do sterowania
powierzchnią w trakcie jej edycji. Pojawiło
się narzędzie do umieszczania grzebienia
krzywizny (grzebienie krzywizny stanowią
rozszerzoną reprezentację graficzną nachylenia i krzywizny większości elementów szkicu
w dokumentach części, złożenia i rysunku),
które jest widoczne przy tworzeniu geometrii. Dzięki niemu możliwa jest identyfikacja
punktów zagięcia, niemniej działa ono tylko
w aktualnej płaszczyźnie, co ogranicza jego
przydatność podczas podglądu sąsiednich
geometrii. Nowe narzędzia do modelowania
refleksyjnego pozwalają zaś na wyświetlenie
odbicia samej grafiki geometrii na całej roboczej płaszczyźnie środkowej tak, aby można
25
było ocenić, jak będzie wyglądała powierzchnia wzdłuż całej płaszczyzny. Dostępne są także narzędzia do dopasowywania izolinii umożliwiające zsynchronizowanie linii UV z pierwotnej, zalążkowej powierzchni.
Wprowadzono także nowe dodatki, które będą przydatne przy tworzeniu bardziej złożonych geometrii. Nowe narzędzie powierzchni
obrotowej tworzy kontrolowane zwężenie bryły przez przeciągnięcie
Foto 1: Nowe narzędzie edycji powierzchni rozwijalnych pozwala użytkownikom dodać
kształt do projektu po jego utworzeniu lub na zaimportowanych modelach, a krzywe
wiodące mogą być używane na ograniczonych powierzchniach do dodawania
kształtów podczas wypełniania brakujących fragmentów. Na rysunku przedstawiono
nowe powierzchnie rozwijalne, które upraszczają tworzenie cech łatwych do
formowania. [źródło: Siemens PLM Software]
Foto 2: W programie Solid Edge ST6 dodane zostały nowe narzędzia kontroli
powierzchni, które pomagają zilustrować jakość powierzchni oraz ciągłość pomiędzy
sąsiednimi powierzchniami. Na rysunku pokazano, jak za pomocą uchwytu kontroli
styczności można wpływać na kształt edytowanej powierzchni poprzez modyfikacje
przekrojów krzywizny. Użytkownicy mogą dostosować uchwyty kontroli styczności lub
krzywe wiodące monitorując grzebień krzywizny tak, aby uzyskać pożądany kształt
powierzchni. [źródło: Siemens PLM Software]
26
przekrojów liniowych wzdłuż krzywej lub krawędzi. Wynikowe lico może
być styczne lub prostopadłe do istniejącego. Uniwersalne polecenie dotyczące powierzchni, BlueSurf, zawiera nowe rozszerzenia wizualizacji,
takie jak zdefiniowana przez użytkownika gęstość krzywej UV, jak również opcjonalne grzebienie krzywizny z możliwością dostosowania wielkości. Dzięki temu użytkownik otrzymuje informacje zwrotne w czasie
rzeczywistym podczas doprecyzowania kształtów powierzchni.
Pomiary powierzchni zostały uproszczone poprzez wprowadzenie narzędzia krzywizny przekroju. Ten wirtualny wskaźnik konturu wyświetla
grzebienie krzywizny na wspólnej płaszczyźnie, przecinając wiele lic jednocześnie i uwidaczniając wszelkie nierówności. Analiza importowanego modelu została wzbogacona o narzędzie kontroli krzywizny. Błędy
w stylizowanych częściach można zidentyfikować, wyświetlając kontury
powierzchni w stosunku do pozycji UV na wielu licach.
Za pomocą symetrycznego odbicia modelu można sprawdzić formę
modelu bez konieczności wykonywania odbicia lustrzanego bryły,
co jest szczególnie przydatne w modelowaniu złożeń. Modyfikowanie powierzchni jest szybsze, a wiele lic można przycinać i przedłużać w jednym kroku. Ponadto innowacja ta sprawia, że lista operacji
staje się krótsza. Intuicyjne zachowanie uchwytu sterującego w połączeniu z wizualnym zróżnicowaniem punktów kontrolnych i uchwytów
upraszcza edycję krzywych 2D. Ulepszenia krzywych punktów charakterystycznych obsługują warunki ciągłości i zakończenia krzywizny,
a uchwyty kontroli 3D i podglądy w czasie rzeczywistym ułatwiają manipulowanie krzywymi 2D. Zaokrąglenia obsługują teraz warunki ciągłości krzywizny wzdłuż granic.
Modelowanie części blaszanych
Za pomocą oprogramowania Solid Edge ST6, podobnie jak w poprzednich wersjach projektować tłoczone lub dziurkowane elementy
blaszane. W najnowszej odsłonie dodano funkcje usprawniające projektowanie prostych, prasowanych krawędziowo lub walcowanych części
blaszanych. Funkcje te są szczególnie przydatne w zastosowaniach
wymagających złożonego pakowania, tłoczenia blach, wytwarzania elementów z tworzyw sztucznych i projektowania maszyn ciężkich.
Pakiet Solid Edge ST6 ułatwia tworzenie wgłębień, wgłębień liniowych,
wycięć z zagięciem i żaluzji w zagięciach. W najnowszym wydaniu
części blaszane można umieszczać na zwykłych częściach sekwencyjnych o jednolitej grubości bez konieczności przekształcenia części
w blachę, co zapewnia wyjątkowo skuteczną metodę projektowania
tłoczonych części metalowych. Kolejne ulepszenie projektowania tłoczonych części metalowych umożliwia definiowanie kołnierzy konturowych na krawędziach istniejących kołnierzy konturowych.
Pakiet Solid Edge ST6 obsługuje możliwość tłoczenia lub wygniatania
bryły docelowej innym narzędziem bryłowym. Można to wykonywać zarówno w środowiskach części, jak i blach. Tworzenie części tłoczonych
jest szybsze i umożliwia natychmiastowe rozpoczęcie projektowania narzędzi. Udoskonaleniu uległy narzędzia do rozwijania. Pozwalają one zachować fazy, zaokrąglenia i otwory we wszystkich zagięciach. Wgłębienia i wycięcia z zagięciem obsługują wiele profili zamkniętych w jednym
elemencie. Tabela zmiennych zawiera zmienne dla przyciętych modeli
blaszanych. Zmienne te mogą być powiązane z arkuszami kalkulacyjnymi, dzięki czemu możliwe jest prowadzenie dalszych obliczeń.
Istnieje też możliwość stworzenia narzędzia bryłowego do formowania
projektowanego elementu blaszanego i wykorzystania go do zdeformowania danych geometrycznych opisujących ten blaszany element.
Po właściwym, wzajemnym ustawieniu narzędzia/matrycy i wytłaczanej blachy, program automatycznie przekształci dane geometryczne.
W ten sposób forma narzędzia/matrycy zostanie idealnie dopasowana, a jednocześnie zachowane zostaną odpowiednie grubości ścianek
wytłaczanego elementu. Tę funkcję można również zastosować podczas modelowania form odlewniczych lub elementów kutych, a także
przy projektowaniu opakowań strukturalnych (np. wytłoczek ze styropianu) wykorzystywanych podczas transportu.
Program pozwala również dodawać elementy wzmacniające, takie jak
np. użebrowania do płaskich form, a następnie odpowiednio je zagiąć
po to, aby dopasować je do istniejących już krzywizn. Możliwe jest
również dodawanie cech elementów tłoczonych, takich jak wzmocnienia do jednolitych, grubych części.
Foto 3: W wypadku projektowania elementów blaszanych, Solid Edge ST6 pozwala
na dodawanie elementów wzmacniające, takich jak np. użebrowanie do płaskich
form, a następnie zaginać je tak, aby dopasować je do istniejącego już modelu
projektowanego elementu blaszanego. [źródło: Siemens PLM Software]
Uproszczenie projektowania dużych złożeń
W najnowszej wersji pakietu Solid Edge znalazło się wiele narzędzi do
zarządzania złożeniami, które ułatwiają modelowanie w wypadku dużych projektów. W zupełnie nowym środowisku złożenia uproszczonego projektanci mogą doprecyzować reprezentacje dużych złożeń.
Dostępne są wszystkie polecenia modelowania części sekwencyjnych, a także kilka nowych narzędzi. Funkcjonalność ta jest szczególnie cenna dla producentów OEM i dostawców, którzy muszą usunąć
zastrzeżone dane ze złożeń przed wysłaniem modeli producentom
wyrobów końcowych.
Za pomocą polecenia zamykania komponentów projektanci mogą reprezentować lub zastępować wybrane komponenty prostymi kształtami geometrycznymi. Otrzymana kostka lub walec są powiązane
z wybranymi komponentami i można je modyfikować za pomocą
operacji sekwencyjnych w celu ujawnienia tylko istotnych szczegółów
zewnętrznych. Powielanie brył pozwala projektantom kopiować i konstruować szyki uproszczonych obiektów bryłowych składających się
z jednej lub wielu brył, co umożliwia szybkie tworzenie reprezentacji
wielkoskalowego rysunku koncepcyjnego zwykłych i zastrzeżonych
komponentów. Dzięki nowej technice wyświetlania w oprogramowaniu Solid Edge ST6 płynność wyświetlania złożeń podczas przesuwania, powiększania i obracania widoku złożenia została dwukrotnie
zwiększona bez pogorszenia jakości generowanego obrazu.
Ulepszono również modelowanie złożeń. Ścieżki konstrukcji ramowych można np. wyznaczać za pomocą krawędzi komponentów
części umieszczonych w złożeniu. Elementy równorzędne, takie jak
krawędzie i punkty centralne, mogą być umieszczane podczas szkicowania geometrii w kontekście złożenia. Odejmowanie Boole'a modyfikuje zaś geometrię części wchodzących w skład złożenia.
Foto 4: W programie Solid Edge ST6 zaimplementowano mechanizmy upraszczające
projektowanie dużych złożeń. Upraszczanie jest szczególnie efektywne w wypadku
złożeń liczących ponad milion części. [źródło: Siemens PLM Software]
Tworzenie rysunków technicznych
W nowym Pakiecie firmy Siemens poprawiono również tworzenie
dokumentacji projektowej. Moduł Solid Edge ST6 Drafting znacznie szybciej obsługuje dużą liczbę obiektów 2D. Ulepszono również
funkcje wyświetlania kreskowania oraz przewijania, powiększania
i przesuwania. Można cofnąć też aż do 500 operacji. Dokumenta-
Foto 5: W poprzednich wersjach programu Solid Edge ST zawsze kładziono silny
nacisk na zautomatyzowanie procesu rysowania. Podobnie w najnowszej wersji
ST6 pojawiły się nowe narzędzia, które przyspieszają tworzenie rysunku. Za pomocą
jednego kliknięcia myszy wymiary mogą zostać starannie ułożone i wyrównane na
każdym widoku. [źródło: Siemens PLM Software]
27
cja rysunków koncepcyjnych instalacji elektrycznych i rurociągów jest też bardziej efektywna w stosunku do poprzedniej wersji,
ponieważ bloki schematyczne można teraz
edytować lokalnie.
W celach informacyjnych wyświetlana jest cała
otaczająca geometria, którą można dodawać
do lub usuwać z bloku. Solid Edge ST6 umoż-
W najnowszej wersji
ST6 łatwiej jest też
zidentyfikować,
zdefiniować
i zmodyfikować okręgi
otworów pod śruby.
Okręgi te można
umieszczać za pomocą
łuków, ukrytych linii,
a nawet ukrytych
otworów.
liwia też automatyczne generowanie schematycznych tabel blokowych lub list części na
rysunkach. Można również zaznaczać wszystkie bloki na arkuszu w widoku rysunku lub
zaznaczać je ręcznie, w tym także przy użyciu
zaznaczenia zbiorczego. Istnieje możliwość
wyświetlania takich informacji, jak nazwy bloków, właściwości i etykiety, a także automatycznego tworzenia symboli pozycji. Rozwinięto funkcje dostosowywania tabel, umożliwiając
bezpośrednie, lokalne modyfikowanie czcionki
i wyrównania tekstu. Ponadto w ramach tabeli
można zastępować poszczególne komórki.
Poprawiona została również możliwość wyrównywania widoku rysunku. Dowolne dwa
widoki można wyrównać przy użyciu asocjatywnych punktów charakterystycznych lub
środków widoków. Praca w rozszerzonych
widokach jest znacznie łatwiejsza, ponieważ linie przerwania w przekrojach są powiązane ze
źródłem, a zmiany wprowadzone w źródle są
automatycznie aktualizowane na przekroju. Innym istotnym ulepszeniem jest automatyczne
rozmieszczenie wymiarów – indywidualnie lub
za pomocą jednej z dwóch metod zaznaczania
jednoczesnego, jakimi są zbiorcze zaznaczenie
lub zidentyfikowanie widoku rysunku i uchwycenie wszystkich wymiarów w tym widoku.
Czyszczenie rysunku jest również bardzo
proste dzięki możliwości powiązania wyrów-
28
nanych wymiarów liniowych i jednoczesnego
przeniesienia. W najnowszej wersji ST6 łatwiej
jest też zidentyfikować, zdefiniować i zmodyfikować okręgi otworów pod śruby. Okręgi te
można umieszczać za pomocą łuków, ukrytych linii, a nawet ukrytych otworów. Można
je tworzyć też za pomocą dwóch punktów na
średnicy i przycinać w celu utworzenia częściowego okręgu otworu.
Ulepszono też mechanizm lokalizacji symboli
pozycji listy części. Obecnie można określić
lokalizację symbolu pozycji, jak również kolejność numeracji elementów zgodnie z ruchem
wskazówek zegara lub przeciwnie do niego,
a Solid Edge automatycznie wygeneruje sekwencję elementów. Kolejnym ulepszeniem
jest wprowadzenie polecenia Kształt wyrównania. Symbole pozycji oraz wymiarowanie
geometryczne i tolerancje można wyrównać
do kształtów prostokątnych, liniowych lub
nieregularnych. Zmianę położenia adnotacji
uzyskuje się przez jego przeciągnięcie w nowe
miejsce lub modyfikując kształt wyrównania.
W kreatorze widoku rysunku wprowadzono z intuicyjną w obsłudze wstążką poleceń
z dynamicznym podglądem widoku rysunku
i możliwością zapisania wspólnych ustawień
widoku w celu ponownego wykorzystania.
Ulepszone menu skrótów przyspiesza tworzenie arkuszy rysunków i kart arkuszy. Można określić unikatowy schemat kolorów dla
różnych rodzajów arkuszy. Osadzone dokumenty, takie jak arkusze kalkulacyjne, prezentacje i pliki tekstowe, można edytować przy
użyciu macierzystego interfejsu użytkownika
wykorzystywanego standardowo w programie, z którego pochodzi osadzony obiekt bez
„wychodzenia z rysunku”.
Współpraca przy
wykorzystaniu narzędzi
społecznościowych
W nowym pakiecie oprogramowania Solid
Edge ST6 wprowadzono możliwość pobierania, wysyłania, udostępniania i nagrywania
filmów instruktażowych. Filmy te składowane
na serwisie YouTube i mogą być wyświetlane
w specjalnym osadzonym a programie Solid
Edge okienku. Projektant może nagrać sesję
modelowania, dodać do niej dźwięk i przesłać ją do serwisu YouTube. Podobnie, w ten
sposób da się również wyszukać „ na YouTube’ie” inne nagrania dotyczące projektowania
w Solid Edge. Dzięki temu projektant bez problemu może znaleźć rozwiązania problemów,
z którymi wcześniej zetknęli się już inny użytkownicy Solid Edge’a.
W ten sposób rozwiązaniami problemów lub
materiałami z filmami szkoleniowymi można się
dzielić z szeroką publicznością lub tylko z kolegami z zespołu w ramach zamkniętej, specjalnie utworzonej w tym celu „na YouTube’ie”
grupy. Opcję współdzielenia się wiedzą na
serwisie YouTube da się, oczywiście, wyłączyć
w ustawieniach administracyjnych systemu.
Innym narzędziem, które może posłużyć do
dzielenia się wiedzą lub do zaprezentowania
projektu bezpośrednio u klienta jest aplikacja
Solid Edge Mobile Viewer. Współpracuje ona
z mobilnymi urządzeniami takimi jak tablety
i smartfony z systemem iOS lub Android. Pozwala ona też na wyświetlanie bardziej skomplikowanych rysunków lub złożeń na kilku urządzeniach jednocześnie, co można wykorzystać
np. podczas prezentacji w sali konferencyjnej.
Symulacja i optymalizacja
Solid Edge ST6 udostępnia dwie zautomatyzowane metody sprawdzania poprawności
modelu przy użyciu jednej lub wielu zmiennych. Chodzi tu o tradycyjne narzędzia symulacyjne bazujące na analizie elementów
skończonych (MES, ang. FEA, FEM) oraz
narzędzia do analizy celów 2D. Ta druga metoda oparta jest na geometrycznym określeniu zmiennych i zoptymalizowaniu ich przez
system w taki sposób, aby osiągnąć predefiniowane docelowe wartości właściwości
fizycznych (np. masę, objętość, określoną
wartość powierzchni) – tzw. cel. W poprzednich wersjach Solid Edge, narzędzia te pozwalały jedynie na rozwiązywanie problemów
mechanicznych 2D. W wersji ST6 szukanie
wyników dostępne jest również dla obiektów
3D. W tym celu można wykorzystać np. tabelę zmiennych właściwości fizycznych, które
są dostępne do iteracji, zarówno w trybie synchronicznym, jak i sekwencyjnym.
Jeśli chodzi o symulacje wykorzystujące
narzędzia MES, to optymalizacja projektu
realizowana jest przy wykorzystaniu struktur danych wejściowych oraz celów, które
nie polegają tylko na modyfikacji parametrów. Nowe, oparte na technologii Femap
narzędzia wykonają optymalizację geometryczną, niemniej uwzględniają w tym pro-
cesie takie czynniki, jak znalezienie równowagi pomiędzy sztywnością a masą komponentu, dzięki czemu optymalizacja może być
zastosowana do określenia optymalnej grubości materiału, przy
zachowaniu określonej wytrzymałości czy masy.
Funkcja optymalizacji w Solid Edge Simulation udostępnia projektantom scenariusze wariantowe, umożliwiające przewidywanie,
jak część będzie reagować na określone warunki obciążenia podczas iteracji jednej lub wielu niezależnych zmiennych w określonym przedziale wartości. Wyświetlanie siatki jest niezależne od
polecenia siatki, co ułatwia wizualizację części analizowanych
w ramach złożenia. Nowe polecenie tworzenia powtórnej siatki umożliwia utworzenie siatki z poszczególnych części zamiast
z całego złożenia. Wskaźnik stanu jakości siatki ma obecnie zastosowanie do każdej części w złożeniu.
Zarządzanie danymi CAD
Firma Siemens w poprzednich wersjach pakietu Solid Edge oferowała
system zarządzania danymi bazujący na popularnej platformie SharePoint firmy Microsoft. W najnowszej wersji ST6 zachowano funkcję
znane z pakietu Solid Edge Insight XT umożliwiające archiwizowanie
dokumentów niezbędnych do współpracy w ramach zespołu, ale jednocześnie wprowadzono nowe, bardziej rozbudowane narzędzia do
zarządzania danymi CAD pozwalające na zarządzanie danymi powiązanymi z innymi dokumentami biurowymi związanymi z projektem oraz
na zarządzanie zmianami i aktualizacjami. Przy okazji zmieniono nazwę
modułu na Solid Edge SP (od SharePoint), co ma podkreślić, że oprogramowanie oparte jest na programie Microsoftu.
Wśród nowości wprowadzonych w najnowszej wersji programu znaleźć można nową kartę podglądu zapewniającą bezpośredni dostęp
do wszystkich dokumentów powiązanych z zarządzaną pozycją oraz
do ich aktualizacji. W przeglądarce relacyjnej umieszczono nowe ikonki
(miniaturki) modeli 3D części i złożeń Solid Edge, do których istnieją odwołania w strukturze produktu wyświetlanej hierarchicznie, organicznie
i przy użyciu symboli pozycji. Pokazane są tam powiązane z modelem
3D dokumenty, ich wzajemne relacje oraz ich bieżący wygląd.
Raportowanie zgłoszeń zmian inżynieryjnych (ECR), zleceń zmian inżynieryjnych (ECO) i projektów zostało rozszerzone tak, aby menedżerowie mogli szybko sprawdzić stan zadań inżynierskich i zidentyfikować
potencjalne opóźnienia na wczesnym etapie projektowania. Gotowe
przepływy pracy do celów zarządzania zmianami również zostały ulepszone i są w znacznie bardziej efektywny sposób zintegrowane z programem Microsoft Outlook.
Przez wiele lat oprogramowanie Solid Edge udostępniało narzędzia do
masowej migracji danych dla oprogramowania Autodesk Inventor, Pro/E
i Siemens NX I-deas. Najnowsza wersja Solid Edge pozwala również na
migrację złożeń, części i rysunków z programu SolidWorks. Narzędzie
do przenoszenia części, złożeń i rysunków podczas migracji zachowuje
kluczowe elementy, takie jak więzy złożeń, otwory, rozpoznawanie wzorców, materiały, części, alternatywne położenia i itp., zwiększając możliwości wykorzystania istniejących już danych.

dostarczonych przez firmę
Siemens PLM Software
Foto 6: W pakiecie Solid Edge ST6 istnieje teraz możliwość rejestrowania w postaci
materiału wideo kolejnych etapów projektowania i bezpośredniego wysyłania
zarejestrowanego materiału na konto użytkownika w serwisie YouTube. Podczas
rejestracji można dodać opisującą proces narrację. W interfejsie użytkownika Solid
Edge osadzony został panel, który zawiera listę popularnych filmów dotyczących
projektowania w Solid Edge. [źródło: Siemens PLM Software]
Foto 7: Oprogramowanie Solid Edge ST 6 zawiera narzędzia do prowadzenia symulacji
bazujących na metodzie elementów skończonych (MES) oraz narzędzia do analizy
celów 2D i 3D. [źródło: Siemens PLM Software]
Foto 8: Wśród nowości do zarządzania danymi CAD w Solid Edge ST6 znalazła się
nowa karta podglądu pozwalająca na bezpośredni dostęp do wszystkich dokumentów
i ich aktualizacji powiązanych z daną pozycją. [źródło: Siemens PLM Software]
29
ZINTEGROWANY SYSTEM
CAD
CAM
FE M
30
W
wielu wypadkach systemy
CAD chociaż niezbędne
w procesie projektowania produktu
okazują się niewystarczające do
jego wdrożenia. W tym wypadku
pomocne okazują się zintegrowane
systemy CAD/CAM, które umożliwiają nie tylko modelowanie, ale
również wdrożenie produktu. Jedną
z takich aplikacji jest ZW3D. Z kolei podczas projektowania części
i zespołów maszyn bardzo ważnym
aspektem są kwestie związane z wytrzymałością. Tutaj pomocne okazać
się może oprogramowanie Geomagic Design z dodatkowym pakietem
Dynamics i Simulate.
Oprogramowanie ZW3D jest niedrogim,
zintegrowanym środowiskiem CAD/CAM,
pozwalającym na pracę z projektem od
momentu pojawienia się pomysłu, aż po
wdrożenie go do produkcji. Program wspierany jest przez wbudowany system nauki Show-n-Tell pozwalający we własnym
zakresie poznawać tajniki projektowania.
Daje również możliwość wymiany danych,
pozwalającą na sprawne użycie i udostępnianie projektów z zewnątrz. Wyposażony
został m.in. w narzędzia do projektowania
form i matryc, bibliotekę części PartSolution oraz inteligentną i adaptacyjną obróbkę
CNC od 2 do 5 osi. ZW3D znalazł zastosowanie w wielu branżach, między innymi w:
produktach konsumenckich, przemyśle samochodowym, projektowaniu maszyn, formach odlewniczych i matrycach, przemyśle
medycznym, obróbce CNC i wielu innych.
ZW3D pozwala na otwarcie i bezpośrednią
edycję plików: SolidWorks, ProEngineer,
CATIA 4, CATIA 5, NX, Inventor, SAT. Daje
możliwość importu plików: PTC /ACIS/DWG
/DXF /IGES /STEP /Parasolid /STL /VDA,
oraz eksportu do formatów: DWG/DXF/
IGES/STEP/STL/Parasolid.
Pozwala również na tworzenie plików PDF
3D, zapewniając tym samym lepszą komunikację między użytkownikami oraz klientami.
ZW3D w wersji 2013 został wyposażony
w nowy wstążkowy interfejs uzytkownika.
Możliwość konfiguracji do indywidualnych
potrzeb użytkownika w dużej mierze wpływa
na przyspieszenie procesu projektowania.
Środowisko projektowe
Podstawowe i uniwersalne narzędzia projektowe wykorzystywane najczęściej znajdują
się w pasku "Operacje". Dzięki ZW3D można
bardzo szybko generować bryły takie jak: prostopadłościan, stożek, kula, czy walec nie posługując się szkicem. Jest to bardzo wygodny
i efektywny sposób projektowania, bazujący
na funkcji generującej gotowe bryły zaraz
po wskazaniu punktu startowego. Uzyskane
przez to kształty są w pełni parametryczne.
Korzystając z podstawowych operacji takich
jak: wyciągnięcie, czy dodanie przez obrót,
użytkownik może modelować kształty w oparciu o szkice powstałe na płaszczyznach. Możliwość wyciągnięcia po ścieżce i wyciągnięcie
po profilach, pozwala na uzyskanie bardziej
skomplikowanych i finezyjnych kształtów.
ZW3D umożliwia również klasyczne podejście
do modelowania. Opiera się ono na stworzeniu
szkicu 2D, a następnie korzystając z operacji
wyciągnięcia lub obrotu, uzyskanie zamierzonego modelu trójwymiarowego. Dzięki Szkicowi 3D użytkownik nie jest już ograniczany do
rysowania elementów tylko na płaszczyźnie.
Operacje swobodnego formowania pozwalają na tworzenie dowolnych kształtów. ZW3D
daje możliwość nie tylko projektowania bryło-
Geomagic Design Dynamics posiada bogaty zestaw funkcji, pozwalających na budowanie funkcjonalnych prototypów. wego, jest również wyposażony w narzędzia
do tworzenia modeli powierzchniowych. Jest
to spore ułatwienie dające konstruktorowi
możliwość tworzenia projektów 3D nawet
o bardzo wyszukanych kształtach.
Dzięki narzędziom do bezpośredniej edycji możemy edytować i dostosowywać do
własnych potrzeb modele zaimportowane
z innego oprogramowania CAD 3D. Jest to
opcja, która w znacznym stopniu ułatwia pracę konstruktora i oszczędza czas poświęcony na wprowadzania zmian w projekcie.
Oprogramowanie ZW3D wyposażono dodatkowo w moduł form wtryskowych – aby
poprawnie zaprojektować formę wtryskową, należy posiadać ogromne doświadcze-
nie i świetną wyobraźnię przestrzenną, dlatego każde usprawnienie pracy jest cenne.
ZW3D może znacznie ułatwić pracę konstruktorom zajmującym się projektowaniem
form wtryskowych.
Moduł form wtryskowych wyposażono w narzędzia pozwalające na m.in.:
 analizę i dodawanie pochyleń umożliwiających wypchnięcie wypraski z formy. Narzędzie to ma również możliwość analizy pochylenia modelu w oparciu o określony kąt;
 tworzenie linii podziałowej, na podstawie której zostanie utworzona powierzchnia podziału;
 tworzenia powierzchni podziałowej oddzielającej matrycę i stempel;
 narzędzia ułatwiające przygotowanie kanałów chłodzących oraz elektrod;
 tworzenie oprzyrządowania formy, korzystając z biblioteki normaliów form znanych
producentów, jak chociażby Meusburger.
Dodatkowo ZW3D ma spore możliwości konfiguracyjne, w wypadku obróbki CAM można
skorzystać z niezależnych modułów obróbki
2 oraz 3 osi.
Obróbka od 2 do 5 osi płynnych
ZW3D oferuje zaawansowane funkcje CAM
w jednym zintegrowanym środowisku, zdolnym do generowania ścieżek narzędzia dla
maszyn CNC od 2 do 5 płynnych osi. Automatyczna analiza modelu w ZW3D, dzięki
wbudowanemu modułowi optymalizacji strategii, umożliwia identyfikację kieszeni, otworów, topologii, adaptacyjnie dostosowuje najbardziej odpowiednie narzędzia i taktyki.
Taktyki obróbek zgrubnych i wykańczających
analizują naddatki i resztki materiału, minimalizując „cięcie powietrza”. W tym czasie adaptacyjny system regulacji prędkości posuwu
modyfikuje parametry skrawania, zależnie od
użytego narzędzia, zwiększając jego żywotność i poprawiając jakość gotowego detalu.
Obróbki HMS (High Speed Milling) pozwalają
na pracę z twardymi materiałami, zapewniając
wygładzone ścieżki oraz jednorodne i gładkie
powierzchnie obrabianego elementu. Obróbka
w ZW3D skraca zwykle czas programowania
o ok 50%, a czas maszynowy o 30%, dając
użytkownikom automatyczny system, z możliwością elastycznej modyfikacji przy obróbkach
bardziej skomplikowanych elementów.
Każdy technolog wie, że w 100% samowystarczalny i wydajny park maszynowy ma na
31
stanie oprócz centrów frezujących przynajmniej jedną tokarkę. ZW3D
jest uniwersalnym narzędziem, pozwalającym na generowanie G-kodu
zarówno na tokarki jak i frezarskie centra obróbcze.
Oprogramowanie wyposażono w sporą bazę darmowych postprocesorów wiodących firm. ZW3D daje również możliwość tworzenia
własnych postprocesorów, a zadanie to ułatwia wbudowany edytor
postprocesorów.
Parametryczne modelowanie bryłowe
Geomagic Design to z kolei program do projektowania CAD 3D, który umożliwia parametryczne modelowanie bryłowe. Pozwala przede
wszystkim na modelowanie części, modelowanie blach i modelowanie złożeń, oferując jednocześnie możliwość tworzenia dokumentacji
montażowej oraz wykonawczej 2D.
Foto 1: Wyciągnięcia po ścieżce i wyciągnięcie po profilach, pozwala na uzyskanie
skomplikowanych kształtów. [źródło: Datacomp]
Geomagic Design pozwala na projektowanie i „pracę w drewnie” np. projektowanie mebli czy projektowanie elementów drewnianych. Możliwości
Geomagic Design pozwalają na wykorzystanie go w firmach związanych
z wzornictwem przemysłowym czy projektowaniem form wtryskowych.
Modelowanie części
Foto 2: Operacje swobodnego formowania pozwalają na tworzenie dowolnych
kształtów. [źródło: Datacomp]
Projektowanie parametryczne jest obecnie standardem w projektowaniu 3D urządzeń mechanicznych i produkcyjnych. Parametryzacja
oznacza tworzenie „inteligentnych" części, złożeń i rysunków, które
mogą być później łatwo aktualizowane przy minimalnym nakładzie pracy. Zmiany są nanoszone wszędzie, gdzie używana jest dana część,
np. w złożeniu, tabeli części lub rysunku płaskim.
Geomagic Design został opracowany od podstaw, jako w pełni parametryczne oprogramowanie CAD. Wszystkie moduły są ze sobą powiązane, a zmiany w projekcie są tylko kwestią dwukrotnego kliknięcia
wymiaru w oryginalnym projekcie i wpisania nowej wartości. Po otwarciu
złożenia zmodyfikowana część aktualizuje się automatycznie. Po otwarciu rysunku 2D aktualizowane są również wszystkie widoki (w tym widoki częściowe) i przekroje. Modyfikowane są także wymiary, dzięki czemu
nie trzeba tracić czasu na ponowne wykonanie rysunków 2D.
Geomagic Design umożliwia łatwe połączenie wielu elementów w złożenie. Opcje „Chwyć i upuść" oraz „Podgląd w czasie rzeczywistym"
pozwalają skupić się na projektowaniu, a nie na mechanicznych
aspektach projektu. Geomagic pozwala automatycznie tworzyć widok
rozstrzelony, używać go w dokumentacji 2D, sprawdzać właściwości
fizyczne, takie jak masa, wykrywać kolizje i łatwo zamieniać lub modyfikować część bezpośrednio z okna złożenia.
Geomagic Design oferuje możliwość publikowania modeli trójwymiarowych części i złożeń do pliku PDF 3D. Umożliwia on prezentację
trójwymiarowego modelu projektu kontrahentowi lub klientowi bez konieczności posiadania systemu CAD.
Modelowanie blach
Foto 3: ZW3D pozwala na generowanie G-kodu zarówno na tokarki jak i frezarskie
centra obróbcze. [źródło: Datacomp]
32
Moduł projektowania elementów blaszanych w Geomagic Design to
szybkie i łatwe w użyciu narzędzie do projektowania elementów tworzonych z arkuszy materiału (metalu i nie tylko). Jest on w pełni zintegrowany z przestrzenią roboczą Geomagic Design i ze specjalnymi
narzędziami do projektowania elementów czy konstrukcji z blachy.
Narzędzie „Wyciągnięte zagięcie” umożliwia płynne przejście z profilu
kwadratowego do okrągłego. W Geomagic
Design dostępne jest narzędzie pozwalające
przetwarzać elementy bryłowe na konstrukcje
z blachy, lub zaginać blachę z użyciem szkicu.
Dokumentacja 2D
w Geomagic Design
Przetwarzanie modeli 3D i złożeń w rysunki
techniczne w Geomagic Design jest możliwe
dzięki modułowi „Tworzenie rysunku 2D”. Wybiera się w nim, które widoki modelu chcesz
uzyskać, a program automatycznie generuje
wymiary, osie, znaczniki środków otworów,
opisy otworów gwintowanych i wykorzystując właściwości modelu, uzupełnia tabliczkę
rysunkową. Następnie można samodzielnie
dopracować rysunek do wymaganej postaci.
Funkcje dokumentacji technicznej takie jak
np. widok cieniowany, nie tylko pozwalają na
lepsze zrozumienie wizji projektanta, ale i znajdują zastosowanie podczas tworzenia dodatkowych materiałów dla klientów, takich jak
instrukcje obsługi czy materiały marketingowe.
Rendering
KeyShot dla Geomagic firmy Luxion to narzędzie umożliwiające przekształcanie modelu
3D w fotorealistyczny obraz (rendering). Program ten pozwala szybko i łatwo tworzyć realistyczne wizualizacje modeli. Metoda „Przeciągnij i upuść materiał”, ustawienie światła
i podgląd w czasie rzeczywistym pozwalają
na uzyskanie wspaniałego rezultatu końcowego w bardzo krótkim czasie.
Program posiada minimalistyczny interfejs
użytkownika, dzięki czemu bez specjalistycznej wiedzy każdy użytkownik może w prosty
sposób wykonać fotorealistyczną wizualizacji.
Rendering w czasie rzeczywistym daje możliwość natychmiastowego śledzenia każdej
zmiany w programie, i tym samym ocenienia
wykonywanych postępów.
Biblioteka programu zawiera setki gotowych
do użycia materiałów, których konstrukcja
opiera się na rzeczywistych właściwościach
fizycznych materiałów. Setki kolejnych ma-
teriałów można pobrać bez dodatkowych
opłat, tworzonych przez zewnętrznych partnerów firmy Luxion. Użytkownik z łatwością
może również tworzyć nowe materiały poprzez edycję już dostępnych.
Program obsługuje pliki graficzne, np. w formacie jpg., pełniące rolę koloru materiału,
wskazujące miejsca, w których materiał
może lub ma nie odbijać światła, definiujące
wypukłości materiału lub miejsca przeźroczystości. Użytkownik może również podczas
tworzenia własnego materiału skorzystać
z już zaimplementowanych w programie tekstur takich jak np. drewno czy skóra.
W programie jest również możliwe dodane
plików graficznych pełniących rolę różnego rodzaju napisów czy całych etykiet, co
zwłaszcza znajduje zastosowanie w wszelkiego rodzaju wizualizacjach mających głownie
zastosowanie marketingowe.
Modelowanie powierzchniowe
Moment of Inspiration (MoI) jest prostym
w użyciu programem do modelowania powierzchniowego. Szybkie i koncepcyjne modelowanie stanowi bramę do świata modeli
CAD 3D. Swoje projekty tworzone w MoI
można przenieść do praktycznie każdego
programu graficznego (takiego jak Blender,
SketchUp czy Maya).
Bezpośrednia edycja
Bezpośrednia edycja jest zestawem narzędzi do edycji importowanych plików z modelami 3D i składa się z narzędzi, które
zostały zaprojektowane specjalnie do modyfikacji geometrii projektu.
Używanie narzędzia jest bardzo łatwe. Podczas
pracy z plikami pobranymi z internetu lub od
dostawcy rzadko można uzyskać plik z pełną
historią operacji. Zmiany tych plików zwykle są
czasochłonne i często wymagają zastosowania
metod inżynierii odwrotnej.
Czasochłonne jest również przeprojektowanie
modeli CAD na potrzeby analiz FEM (MES) przed
wysłaniem ich na zewnątrz przy jednoczesnej
Bezpośrednia edycja jest zestawem narzędzi do edycji importowanych plików z modelami 3D i składa się z narzędzi, które zostały zaprojektowane specjalnie do modyfi kacji geometrii projektu. ochronie IP. Narzędzie bezpośredniej edycji pomaga rozwiązać każdy z tych problemów.
Alibre Vault
Alibre Vault działający w oparciu o M-Files jest w pełni zintegrowanym systemem
do zarządzania dokumentacją i procesami
w firmie. Narzędzie to pozwala na kontrolę
kontaktów, projektów, danych CAD, kontrolę wersji i obsługę praktycznie każdego typu
plików, oferując jednocześnie szybki i elastyczny mechanizm wyszukiwania.
Wdrożenie Alibre Vault w firmie eliminuje duplikaty dokumentów, zapewnia jeden bezpieczny magazyn plików i system zarządzania
przedsiębiorstwem.
Projektowanie konfiguracji
Konfiguracje projektu to funkcja dostępna
w Geomagic Design, która pozwala na tworzenie typoszeregów części i mechanizmów.
Oszczędza czas i ułatwia życie, pozwalając na przechowywanie podobnych części
w jednym pliku, zamiast tworzenia i aktualizowania wielu plików oddzielnie.
Symulacja i analiza ruchu
Geomagic Design Dynamics to narzędzie do
symulacji kinematyki i dynamiki ruchu. Umożliwia tworzenie i testowanie funkcjonalności
oraz pełną analizę zachowania w ruchu wirtualnych prototypów projektów. Program importuje z Geomagic Design geometrię, właściwości fizyczne, masy oraz relacje. Pozwala
Foto 4: Wstążkowy interfejs użytkownika. [źródło: Datacomp]
33
ruch oraz siły będące wynikiem wszystkich kolizji między
częściami. Uzyskane wyniki mogą być
wyświetlone w postaci formuł lub tabeli
w raporcie HTML.
Silniki oraz siłowniki
mogą raportować
informacje donośnie
sił i mocy, aby pomóc projektantowi
właściwie
określić
Foto 5: Integralność modułów CAD i CAM pozwala zaś na uzyskanie pełnej
asocjatywności ścieżki narzędzia z projektowanym detalem. [źródło: Datacomp]
na dodanie ruchu do konkretnych elementów
modelu w celu uzyskania w pełni funkcjonalnego roboczego prototypu. Symulacja ruchu wykorzystuje zaawansowane algorytmy
matematyczne i fizyczne, prezentując wyniki
w postaci wielu wykresów lub danych numerycznych. Dzięki temu, możliwe jest szybkie
sprawdzenie, czy projekt spełnia stawiane
przed nim wymagania, czy też konieczne są
do wprowadzenia zamiany.
Program pozwala na łatwą symulację i wykrycie
kolizji poszczególnych części, w takich mechanizmach jak grzechotki, zaciski, uchwyty oraz
inne, których działanie opiera się na kontakcie
dwóch lub więcej części podczas ruchu. Siły
powstałe na styku elementów podczas ich kontaktu lub wynikające z tarcia elementów są wyliczane i możliwe do zobrazowania.
Silniki, napędy liniowe i siły mogą być sterowane w Geomagic Design Dynamics poprzez
tworzenie formuł, tabeli danych lub wartości
w arkuszu kalkulacyjnym Excel. Symulacja ruchu modelu pozwala na: analizę uruchomienia
silnika i określenie jego charakterystyki, zbadanie zmiennych prędkości siłowników lub kontrolerów elektro-mechanicznych.
Geomagic Design Dynamics posiada potężny
kreator formuł, który umożliwia symulację ruchu dla wartości globalnych oraz chwilowych
lub wyrażeń matematycznych, które możemy
wykorzystywać w danej symulacji. Formuły
mogą być także wykorzystane do definiowania sposobu wyświetlania wyników.
Geomagic Design Dynamics oblicza przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie każdego elementu w modelu podczas ruchu oraz siły
reakcji, które działają na każdą część; w tym
34
wymagany rozmiar
tych elementów oraz
straty wynikające z tarcia.
Czasem pojawia się potrzeba stworzenia animacji poza samą symulacją. Geomagic Design Dynamics wykorzystuje technologie tworzenia klatek kluczowych. Dzięki nim, można
określić sposób ruchu, który nie jest oparty
na fizyce. Przykładowo można przypisać
klatkę kluczową do złożenia w rozstrzeleniu.
Przypisywanie klatek kluczowych do kamery pozwala tworzyć animacje jej ruchu, np.
w formie zbliżenia eksponując funkcje produktu. W celu tworzenia złożonych sekwencji
ruchów można łączyć przemieszczanie się
części wynikające z symulacji ruchu z przypisywaniem klatek kluczowych do kamery.
Geomagic Design Dynamics zawiera moduł
do renderingu. Dostępne są różne rodzaje źródeł światła, mapowanie tekstur i cieni
oraz inne efekty. W połączeniu z możliwością
tworzenia animacji, możliwe jest produkowanie foto-realistycznych filmów obrazujących
działanie mechanizmu. Stworzone statyczne
obrazy oraz animacje mogę być wyeksportowane do formatów, które umożliwiają umieszczenie plików na stronach internetowych,
w dokumentach czy prezentacjach.
Jednoczesna symulacja
ruchu i analiza MES
Simulate for Geomagic Design umożliwia
sprawdzenie funkcjonalności części i mechanizmów, zarówno pod kątem analizy
kinematycznej, dynamicznej jak i wytrzymałościowej. W jednym środowisku można wykonywać symulację ruchu i analizę MES i to
w jednym czasie. W przypadku złożonych
projektów z ruchomymi elementami, analiza
kinematyki i dynamiki staje się wyzwaniem,
a siły dynamiczne i naprężenia są jeszcze
trudniejsze do obliczenia. To oprogramowanie pozwala w łatwy sposób mierzyć:
prędkości, przyspieszenia, siły itp., co daje
nam możliwość odpowiedzi na podstawowe
pytania: „czy to działa?” i „czy to wytrzyma
obciążenia?”. Ujednolicone środowisko wykorzystuje dane symulacji ruchu i MES aby
uczynić ten proces jeszcze prostszym.
Jak działa połączenie
symulacji i analizy
Wyliczenie dynamicznych sił, które należy
użyć do symulacji ruchu może być trudne.
Dzięki Simulate for Geomagic Design wystarczy na początku zdefiniować ruch mechanizmu i przeprowadzić symulację, a następnie
można włączyć analizę MES:
 siły działające na wiązania (np. płaszczyzny
styku części) są konwertowane na obciążenia
 obciążenia inercyjne są przekazywane do
modelu
 naprężenia i odkształcenia są obliczane na
każdym kroku symulacji
Dzięki takiemu podejściu można symulować
naprężenia w pełnym zakresie ruchu mechanizmu i analizować wyniki MES jako zmianę
naprężenia w czasie.
Siatka H-Adaptivity
Simulate for Geomagic Design umożliwia
znaczną kontrolę nad wielkością siatki w miejscach, w których kumulują się naprężenia, dla
lepszych wyników analizy.
Funkcja H-Adaptivity to nowa jakość tworzenia siatki. Podczas symulacji MES, program
oblicza dokładność z jaką podawana są wyniki
naprężeń. Te wyniki mogą być wykorzystane
do dopracowania siatki polegającym na zagęszczeniu jej oczek w miejscach kumulacji naprężeń. Program przelicza kilkukrotnie siatkę,
stopniowo ją zagęszczając, aż błąd nie będzie
przekraczał założonego przez użytkownika.
Oprogramowanie umożliwia analizę wielu
wyników jak naprężenia, również cieplne,
odkształcenia, tworzenie izo-powierzchni,
itp. Wyniki analiz można przedstawić w postaci raportu HTML.

Marek Orłowski, Piotr Sieńko,
Robert Raimann,
Autorzy artykułu są pracownikami firmy
Datacomp, www.datacomp.com.pl
Projektowanie w programie
TopSolid 7
C
zęść zaprojektowana przez konstruktora zwykle różni się od cyfrowego
jej modelu wykonanego na potrzeby obróbki, chociażby tym, że
wszystkie wymiary są nominalne. Importując element z użyciem interfejsu
np. z innego środowiska do projektowania CAD musimy się też liczyć z tym,
że nasz model nie będzie spełniał wymagań w zakresie obróbki CAM.
Zdarza się, że użytkownicy programów CAD
mają problemy z tolerancjami poszczególnych wymiarów niezbędnymi do obróbki mechanicznej. Taka sytuacja właściwie wymusza
rysowanie modelu CAM od podstaw. Często
wymagane jest też określenie naddatku pod
szlifowanie, rezerwowanie naddatku, modyfikowanie lub dostosowywanie powierzchni
do typu obróbki. Co więcej, właściwości i cechy otworów nie są przenoszone i większość
użytkowników traci czas na uzupełnieniu tych
informacji. Dlatego przy projektowaniu elementów przeznaczonych do obróbki warto
korzystać ze zintegrowanego środowiska
CAD/CAM, w którym tego typu problemy nie
występują. Jednym z takich programów jest
system TopSolid 7.
Narzędzia do
definiowania tolerancji
Wspomniany przed chwilą system TopSolid
jest zintegrowanym środowiskiem CAD/CAM,
w którym dla utworzonych modeli opisany
powyżej problem nie występuje. Żadne informacje nie są tutaj tracone ponieważ brak jest
w systemie pliku przejściowego pomiędzy
CAD i CAM. Oprócz tego w aplikacji zaimplementowano szereg narzędzi pomagających
w projektowaniu części przeznaczonych do
obróbki mechanicznej.
Jednym z nich jest funkcja „FreeShape”,
która pozwala dla dowolnej bryły zdefiniować pole tolerancji i modyfikować geometrię
w zależności od potrzeb użytkownika. Łatwe
wówczas staje się na przykład odsuwanie
wybranych powierzchni w celu określenia
naddatku, ponieważ obecność w pełni funkcjonalnego modelera pozwala użytkownikom
dokonać wszystkich niezbędnych zmian.
Dla konkretnego tolerowanego wymiaru mo-
żemy określić czy wymiar ma przyjąć dół/środek/czy górę tolerancji (patrz: Fot. 1). Technologia „FreeShape” pozwala utworzyć drzewo
operacji dla zaimportowanych modeli dla których tego drzewa nie ma. W prosty sposób
możemy wyciągnąć lub zmodyfikować fazowania, zaokrąglenia i otwory.
Uwalnianie powierzchni
Modyfikacja położenia dowolnych powierzchni sprowadza się do automatycznego nadania
więzów geometrycznych prostopadłości, osiowości itp., a następnie „uwolnienia” wybranych
powierzchni lub płaszczyzn które wymiarujemy, zmiana uwolnionej geometrii sprowadza się teraz do zmiany
nadanego wcześniej wymiaru.
Można zauważyć, że model zachowuje się wtedy jakby był narysowany
w środowisku TopSolid a nie zaimportowany. Wszelkie zmiany w modelu
mają swoje odzwierciedlenie w CAM
– mamy pełną asocjatywność. Widać
że powyższa technologia pozwala
uniknąć ponownego rysowania modelu, oczekiwania na przesłanie na
przykład przez kontrahenta poprawionego modelu czy wykonanie poprawek przez konstruktora.
modyfikować już istniejące. Możemy dla przykładu do otworu przypisać odpowiednią tolerancje z szeregu ISO lub własną (patrz: Fot. 2).
Będą one rozpoznawane później w obróbce.
Zatem gdy otwór był gwintowany system sam
dobierze odpowiedni proces technologiczny
składający się np. z nawiercania, wiercenia
i gwintowania a z kolei dla otworu tolerowanego proces będzie zawierał wiercenie i rozwiercanie (ewentualnie wytaczanie).
Wszystkie zmiany jakie wykonujemy czy to
w modelu czy w pliku CAM możemy zapamiętywać jako kolejne rewizje do których,
możemy w dowolnym momencie powrócić.
Tą funkcjonalność daje nam wbudowany
system PDM, który zarządza wszystkimi
dokumentami i projektami w środowisku
TopSolid, dba o integralność danych i ich
asocjatywność. PDM jest zintegrowany
w systemie TopSolid i nie jest sprzedawany
osobno. Może występować w dwóch wersjach jednostanowiskowej i sieciowej.

dostarczonych przez firmę TopSolution;
www.tsintegracje.pl
Fot. 1: Wymiar tolerowany. [źródło: Topsolution]
Ręczne narzędzia
tworzenia cech
Jeśli chodzi o funkcje TopSolid’CAM
został on wzbogacony o funkcjonalności, które pozwalają użytkownikowi po automatycznej analizie określić
pewne cechy otworu opierając się na
jego topologii. Możliwość ta uzupełniona jest ręcznym narzędziem, które
pozwala tworzyć nowe cechy i/lub
Fot. 2: Cecha otworu. [źródło: Topsolution]
35
BEZPŁATNY CAD
– zaczęło się od 2D
I
m szybciej będą rozwijać się
darmowe aplikacje CAD 2D, tym
silniej wypierać będą komercyjne
rozwiązania CAD. Czy stanie się tak
również z systemami 3D?
Jeśli miałbym sięgnąć do początków bezpłatnych rozwiązać CAD do użytku komercyjnego, to jedną z pierwszych aplikacji był
najprawdopodobniej DWG Editor. Miał on służyć promowaniu środowiska 3D wśród osób,
które do tej pory pracowały z systemami 2D.
W jaki sposób, skoro był aplikacją 2D? Cóż,
z założenia miał umożliwiać „płynne przejście”
od „standardowego” AutoCAD’a 2D do modelowania 3D w SolidWorks. I z definicji i samej
nazwy DWG Editor istotnie otwierał wszystkie
formaty DWG i DXF, a sam producent podkreślał duże podobieństwo między tą aplikacją,
36
a AutoCAD-em. Niewykluczone, że gdyby
DWG Editor był oferowany bezpłatnie nie tylko
z komercyjną wersją SolidWorks, ale również
dla każdego zainteresowanego (tak jak obecnie DraftSight), współczesny rynek systemów
CAD wyglądałby inaczej.
Przygotowany przez SolidWorks „DWG Editor”, oparty o IntelliCAD, rzeczywiście zdumiewał swym podobieństwem do konkurencyjnego, komercyjnego rozwiązania. I nie chodziło
tutaj tylko o „czarne tło”, czy też praktycznie
identyczny interfejs użytkownika, ale także
o elementy sięgające dalej. W przypadku
DWG Editora na pewno było to pole poleceń
tekstowych pozwalające na wykorzystanie
tzw. „lisp”, charakterystycznych dla środowiska AutoCAD i bardzo cenionych przez
jego użytkowników. Identyczne były także
skróty klawiaturowe, siatki, sposoby rysowa-
nia obiektów itp. Ale opinie o DWG Editorze,
szczególnie wśród osób pracujących z AutoCAD, nie były przychylne – pomimo zorganizowania przez SolidWorks sprawnej kampanii
marketingowej związanej właśnie z wprowadzeniem DWG Editora i samej filozofii udostępnienia bezpłatnie aplikacji umożliwiającej
przejście z 2D do 3D. Dlaczego tak się działo?
Eksperyment DWG Editor –
zbyt blisko AutoCAD-a, za
daleko SolidWorksa
W powyższym stwierdzeniu tkwiło właśnie
sedno problemu. DWG Editor, chociaż był
dobrym narzędziem jako CAD 2D, pozwalającym na pełną obsługę standardu AutoCAD,
w tym wspomnianych formatów zapisu danych, w żaden sposób nie nawiązywał w swej
obsłudze i funkcjonalności do pakietu So-
DWG Editor, chociaż był dobrym narzędziem jako CAD 2D, pozwalającym na pełną obsługę standardu AutoCAD, w żaden sposób nie nawiązywał w swej obsłudze i funkcjonalności do pakietu SolidWorks.
lidWorks. W jaki zatem sposób miał przyspieszyć przejście z 2D do 3D? Tylko w ten, że
przyszły użytkownik SolidWorksa otrzymywał
go „gratis”, razem z systemem 3D, aby móc
z początku kontynuować pracę z rysunkami
utworzonymi w AutoCAD, w lepiej znanym
środowisku, a przygodę z aplikacją 3D mógł
zaczynać równolegle.
Niestety pakiet nie miał żadnego podobieństwa interfejsu do SolidWorks, a dodatkowo
brak było w nim możliwości odczytywania
dokumentacji płaskiej pochodzącej z SolidWorks. Trzeba też było wziąć pod uwagę
fakt, że ten darmowy system jednak kosztował – wymagana była konieczność zakupu
licencji na SolidWorks. Te przesłanki przesądziły o niewielkiej popularności DWG Editora.
Nawiasem mówiąc, od edycji SolidWorks
2011 nie ma już DWG Editora, zamiast niego
pojawił się 2D Editor, zapewne jako konsekwencja procesu trwającego między firmami
SolidWorks należącej obecnie do Dassault
Systèmes i Autodesk, o wykorzystanie w nazwie programu nazwy formatu DWG.
Na pierwszy rzut oka trudno było wykazać
jakiekolwiek różnice między DWG Editorem
2009, a 2D Editorem – chociaż owszem, zmiany nastąpiły. Ale nie tak radykalne, by można
było mówić o zupełnie nowej aplikacji. Taką
w wypadku programów firmy Dassault Systèmes niewątpliwie jest obecny już od kilku lat
i dostępny bez ograniczeń DraftSight – obecna aktualna wersja to V1R4.0, a wcześniejsze
wersje dostępne są w zasadzie na wszystkie
systemy operacyjne i platformy sprzętowe.
Solid Edge 2D Drafting
Zanim przejdziemy do wspomnianego DraftSight, zatrzymajmy się na chwilę przy innym
rozprowadzanym bezpłatnie programie 2D
pochodzącym także od dostawcy rozwiązań
3D. Mowa tutaj o darmowej aplikacji CAD 2D
oferowanej od ponad trzech lat przez Siemens
PLM Software, czyli o Solid Edge 2D Drafting.
Podobnie jak DWG Editor jest on przykładem
podobnej filozofii pozwalającej użytkownikom
na przejście ze środowiska systemów 2D do
3D, ale realizowanej w odmienny sposób.
Przede wszystkim Solid Edge 2D jest dostępny
za darmo dla każdego (tutaj podobieństwa do
DraftSight w zasadzie się kończą). Wystarczy
zarejestrować się na stronie Siemens PLM
Software, by pobrać wersję instalacyjną programu przeznaczonego, bez praktycznie żadnych
ograniczeń – pomijając projektowanie wyposażenia terrorystycznego, tak, taki zapis znajdziemy w licencji – do zastosowań komercyjnych.
Program obsługuje standardowe formaty
2D, jakimi są DWG i DXF. A co więcej – jest
bliźniaczo podobny do Solid Edge ST, chociaż jego funkcjonalność ograniczona została
tylko do projektowania (szkicowania) w 2D.
Podobieństwo to wynika z faktu, iż Solid
Edge 2D Drafting jest tak naprawdę częścią
„pełnej” wersji systemu 3D – jej modułem
„Draft”, przeznaczonym do rysunku i dokumentacji płaskiej, która została wyodrębniona
z całości systemu i udostępniona oddzielnie.
Świadczy o tym także fakt, iż np. po zainstalowaniu w systemie pełnej wersji Solid
Edge ST i podczepieniu do niej pliku licencji
od wersji Solid Edge 2D, uruchomi nam się
jedynie 2D Drafting. W konsekwencji mamy
tutaj pełną zgodność formatu dokumentacji
Nie tylko CAD
Darmowe oprogramowanie inżynierskie to nie tylko aplikacje CAD. Na rynku dostępne są również darmowe systemy CAE, CAM czy PLM. Poniżej przedstawiamy kilka przykładów:
• CAE (MES) – CalculiX, Z88 Aurora,
• CAM – FreeMILL, HSMXpress, Delcam for SolidWorksXpress,
• PDM/PLM – Aras#.
płaskiej – zarówno tej, przygotowanej w wersji Solid Edge ST, jak i Solid Edge 2D Drafting.
O wynikających z tego korzyściach nie
trzeba wspominać, pamiętać jednak należy
o tym, że nie ma prostej możliwości zainstalowania na jednym stanowisku obu aplikacji niezależnie – musimy wybrać, albo 2D
Drafting, albo Solid Edge ST. Dla polskich
użytkowników istotny będzie fakt, iż spolszczenia do każdej aktualizowanej wersji
Solid Edge 2D są dostępne stosunkowo
szybko i można je uzyskać na stronach
VAR oprogramowania Siemens PLM Software – opis instalacji spolszczenia można
znaleźć np. na SolidEdgeblog.pl).
DraftSight
Jeszcze kilka lat temu, poza DWG Editorem,
który dostępny był jedynie dla użytkowników
pakietu SolidWorks, spośród „markowych”
darmowych systemów CAD 2D można było
wymienić tylko Solid Edge 2D Drafting. Oczywiście istnieje duża grupa darmowych aplikacji powstających dzięki zaangażowaniu entuzjastów na zasadach Open Source, ale nie są
one powiązane ze znanymi, „dużymi” dostawcami rozwiązań CAD. Na szczęście pojawił się
DraftSight od Dassault Systèmes, a Autodesk
przygotował własne rozwiązanie pracujące
„w chmurze” pod nazwą „Project Butterfly”,
który to wyewoluował najpierw do postaci AutoCAD WS, a obecnie AutoCAD 360.
DraftSight moim zdaniem, pod względem
wyglądu zbliżony jest do AutoCAD-a, a wiele internetowych opinii mówi wprost, że ma
ono stanowić darmową, bezpośrednią konkurencję dla pakietu AutoCAD LT. DraftSight zachowując interfejs zbliżony do klonów
AutoCAD-a, nie rezygnuje z funkcjonalności dostępnych w pakietach CATIA, czy też
w SolidWorks (chociażby gesty myszy). Zachowana została możliwość wpisywania komend, korzystania z lispów itp., ale, podobnie jak w wypadku DWG Editora nie można
powiedzieć, iż aplikacja ta w jakiś znaczący
sposób promuje rozwiązania 3D oferowane
przez Dassault Systemes.
Niestety, użytkownik nie otrzymuje czytelnego sygnału, że jeśli rozpocznie pracę w tym
bezpłatnym systemie 2D, to z czasem będzie
mógł łatwiej pójść o krok dalej i wejść w środowisko SolidWorks, czy też nawet CATIA
w 3D. I tutaj rysuje się główna różnica między
37
AutoCAD-a LT. Ponieważ, aplikacja ta ma duże, stale rozwijane możliwości projektowania 2D, można przypuszczać, że po osiągnięciu
wystarczającej popularności część funkcjonalności stanie się płatna.
Sprzyja temu chmurowy model dystrybucji tej aplikacji. Bazowa wersja AutoCAD-a 360 na pewno pozostanie bezpłatna, niemniej bardziej
zaawansowane funkcje 2D oraz, jak można przypuszczać, funkcje 3D
będą dostępne dla tych użytkowników, którzy uiszczą stosowne opłaty.
Foto 1: DraftSight to bezpłatna alternatywa dla programu AutoCAD LT. Możemy
pracować jak w systemie firmy Autodesk, ale korzystając także z udogodnień
dostępnych dla użytkowników systemów CATIA i SolidWorks. Na ilustracji widoczne
jest koło tzw. „gestów myszy”.
Obecnie aby skorzystać z AutoCAD-a 360 wystarczy wejść na stronę
internetową aplikacji, założyć konto, zalogować się i można już pracować. Co ważne, AutoCAD 360 działa zarówno na stacjach
roboczych, jak i na netbookach, tabletach i smartfonach działających
pod kontrolą systemu Android iOS. Usługa działa w oknie przeglądarki, zarówno w Internet Explorerze, jak i w Firefoxie, czy Chrome. W tym
ostatnim spisuje się moim zdaniem najlepiej.
Open Source’owa alternatywa
Foto 2: Ekran roboczy AutoCAD360 nie przypomina tego znanego z AutoCAD-a
LT, ale oferuje całkiem spore możliwości.
Foto 3: LibreCAD to rozprowadzany na zasadach Open Source w pełni
funkcjonalne środowisko CAD 2D. [źródło: LibreCAD]
DraftSight i Solid Edge ST. Podobieństwa pozostają dwa: oba systemy
są bezpłatne i umożliwiają wykorzystanie do celów komercyjnych, oba
ograniczono do projektowania 2D.
AutoCAD 360
Trudno podejrzewać, że system 2D oferowany przez firmę Autodesk
jako bezpłatna aplikacja ma stanowić wewnętrzną konkurencję dla
38
Poza opisanymi, bezpłatnymi systemami CAD 2D opracowanymi
przez dużych producentów warto odnotować obecność darmowych
rozwiązań opracowanych przez mniejszych producentów. Do bardziej
znanych darmowych systemów należy m.in. DoubleCAD XT (www.doublecad.pl) firmy IMSI Design. Niestety, jego obecna wersja TurboCAD
LTE jest już odpłatna, ale w sieci wciąż można znaleźć darmowe instalacje poprzedniej wersji programu – można ją poprać także ze strony
producenta po uprzedniej rejestracji. Warty odnotowania jest także
rosyjski nanoCAD (www.nanocad.com). Program ten oferuje niezbędne do projektowania funkcje i narzędzia oraz jest zgodny z formatami
DWG i DXF z najnowszej wersji AutoCAD-a LT Na uwagę zasługuje
też zaimplementowana możliwość pracy na warstwach. Innym darmowym programem, niestety licencja nie obejmuje zastosowań komercyjnych, jest progeCAD Smart! (www.progecad.pl) firmy progeSOFT.
Wśród dostępnych bezpłatnie CAD-owskich projektów Open Source
znaleźć można dziesiątki mniej lub bardziej udanych programów CAD
2D i coraz częściej 3D. Dużą popularnością cieszy się Askoh freeCAD
(www.askoh.com). Jest to prosty, program do projektowania CAD, ale
co ciekawe, wyposażony w dość przyzwoicie rozbudowany moduł symulacji ruchu. Nie można też zapomnieć o dostępnym na platformy
Windows, Mac OS X oraz Linux LibreCAD (www.librecad.org), który
rozprowadzany jest na zasadzie otwartej licencji publicznej GPLv2.
Istnieją również darmowe, specjalizowane systemy CAD. Przykładem
takiego darmowego, rozwijanego przez rzeszę pasjonatów CAD-a dla
architektów jest projekt Archimedes: An architecture open CAD (http://
sourceforge.net/projects/arquimedes/). Co ciekawe, projekt ten został
rozpoczęty przez grupę brazylijskich studentów z University of Săo
Paulo, którzy przy jego tworzeniu bazują na doświadczeniach własnych i i profesjonalnych architektów.
Bezpłatny CAD 3D
Powoli pojawiają się na rynku również darmowe aplikacje 3D. Na razie
tworzone są one głównie przez entuzjastów. Najbardziej znanym tego
typu programem jest parametryczny FreeCAD (www.freecadweb.org).
Aplikacja jest już całkiem dojrzałym pakietem projektowania 2D i 3D.
Oprócz standardowych narzędzi kreślarskich pozwalających rysować różnego rodzaju linie, czy krzywe oraz narzędzi do kreślenia figur
Powoli pojawiają się na rynku również darmowe aplikacje 3D. Na razie tworzone są one głównie przez entuzjastów. Najbardziej znanym tego typu programem jest parametryczny FreeCAD.
przestrzennych możliwe jest wykonywanie
przekształceń przestrzennych takich jak wyciąganie, wyciąganie na podstawie obrotu,
tworzenie zaokrągleń, przekrojów, wycięć, łączenia itp. Co ważne, twórcy programu przewidzieli dostęp do samouczków z poziomu samego programu, jeszcze przed rozpoczęciem
pracy. Warto też wspomnieć, że możliwa jest
też praca na kartach.
Warto też zwrócić uwagę na stosunkowo dużą
liczbę obsługiwanych formatów danych. Możliwy jest też zapis projektu do formatu PDF, co
pomaga w przedstawieniu gotowego projektu
klientowi. Funkcjonalność aplikacji może być
rozbudowywana za pomocą dodatków i własnych skryptów pisanych w języku Python.
Można też zautomatyzować proces pracy definiując samodzielnie makra. Oprogramowanie
dostępne jest na platformy Windows, Mac OS
X, Ubuntu i Fedora Linux.
Foto 4: FreeCAD jest obecnie najbardziej znanym i dojrzałym darmowym programem CAD do
projektowania 3D. [źródło: FreeCAD]
Inną aplikacją CAD 3D jest BRL-CAD (www.
brlcad.org) – program do modelowania bryłowego. Dostępny jest on na platformy Windows,
Foto 5: Aras Corporation oferuje bezpłatnie system PDM/PLM – Aras Innovator. System ma bardzo duże
Mac OS X, Linux, Solaris, BSD i Irix. Ciekawa
możliwości, ale brak jest wsparcia dla darmowej wersji.
jest jego historia sięgająca lat 70. XX wieku,
celu walkę z konkurencyjnymi rozwiązaniami. Użytkownik jednego
kiedy to w biurach armii amerykańskiej zaczęły się prace nad nowym
systemu ma w ten sposób możliwość poznania rozwiązań oferowasystemem wspomagającym komputerowe projektowanie. Podczas
nych od innego producenta i dokonania wyboru, kierując się własnymi
tych prac narodził się BRL-CAD, który posłużył do zaprojektowania
kryteriami. Z kolei darmowe, rozwijane przez entuzjastów oprogramoznacznej części uzbrojenia armii amerykańskiej. W 2004 roku opuwanie ma na celu pomoc tym użytkownikom, którzy z różnych wzglęblikowany został kod źródłowy i aplikacja stała się powszechnie dodów, głównie finansowych lub ideologicznych (np. zwolennicy wolnestępna. Niestety jej wadą jest trudna obsługa wymagająca częstego
go oprogramowania), nie mogą pozwolić sobie (lub nie chcą) na pełne
używania wiersza poleceń.
Innym popularnym, darmowym programem 3D jest OpenSCAD
komercyjne pakiety oprogramowania CAD.
(www.openscad.org). Nie jest to jednak typowy program CAD 3D. SłuWydaje się, że o ile w najbliższej przyszłości wypieranie przez darmoży on bowiem do tworzenia modeli 3D, podobnie jak ma to miejsce
we pakiety komercyjnych rozwiązań 2D będzie powoli następowało,
w wypadku takich programów jak 3ds max czy Blender, z tym, że nie
o tyle, jeśli chodzi o programy 3D, nie można na to specjalnie liczyć.
skupia się on na artystycznych aspektach modelowania 3D, ale zoNiemniej, jesteśmy obecnie świadkami doskonalenia oprogramowania
rientowany jest on na aspekty typowe dla programów CAD. Aplikacja
CAD 3D, a konkurencja wśród producentów systemów CAD staje się
przydatna jest do tworzenia modeli 3D części maszyn.
coraz większa, a systemy CAD 3D oferowane są po coraz niższych
cenach. Na chwilę obecną możemy w każdym razie mówić o tym, iż
Przyszłość darmowego oprogramowania CAD
rynek systemów CAD jest rynkiem klienta. Nikt nie ma monopolu. I oby
Wprowadzenie darmowych aplikacji CAD 2D przez uznanych produta sytuacja utrzymała się jak najdłużej.

centów aplikacji inżynierskich to element szerszej strategii mającej na
39
Czy korzystanie
z oprogramowanie
CAD 2D w dzisiejszych
czasach ma jeszcze sens?
O
wykorzystaniu oprogramowania CAD 2D z perspektywy dzisiejszego
inżyniera z Krzysztofem Godyniem, specjalistą ds. CAD z działu
CAD Mechanika w firmie Datacomp rozmawia Marcin Bieńkowski.
Oprogramowanie inżynierskie 3D zadomowiło
się na rynku w takim stopniu, że niewiele osób
korzysta obecnie z tradycyjnych aplikacji
CAD/CAM 2D. Niemniej oprogramowanie 2D
jest wciąż w niektórych sytuacjach niezastąpione. O wykorzystaniu oprogramowania inżynierskiego 2D rozmawialiśmy
z Krzysztofem Godyniem, specjalistą
ds. CAD z działu CAD Mechanika w firmie Datacomp.
Marcin Bieńkowski: W jakich
sytuacjach i przy jakich operacjach
technologicznych lepiej jest obecnie
korzystać z oprogramowania 2D
zamiast 3D?
Krzysztof Godyń: W dzisiejszych czasach, podczas procesu projektowania
panuje wysoka specjalizacja. Aby sprostać konkretnym wymaganiom musimy korzystać zarówno z programów
projektowych w 2D jak i 3D. Proszę
spojrzeć na pracę projektanta instalacji elektrycznych, większość jego pracy to tworzenie schematów. Rysunki tego typu powstają
właśnie w oprogramowaniu 2D, na przykład
takich jak BircsCAD z nakładkami branżowymi. Przy bardzo dużych projektach często
stosowane są specjalistyczne systemy, gdzie
poza samym rysunkiem schematycznym zawarte są dodatkowe informacje – nierzadko
połączone z bazą danych zastosowanych
komponentów np. CADWorx E&I.
Projektowanie 2D stosowane jest również
w branży chemicznej, oczyszczalniach ścieków – wszędzie tam, gdzie rysunek schematyczny jest najważniejszy. Tutaj jako przykład
programu, który sprosta tym wymaganiom,
możemy polecić program firmy Intergraph
40
CADWorx P&ID. Ponadto nie możemy zapomnieć, że rysunek 2D to ciągle podstawowy
sposób komunikacji projektantów i wykonawców. Proszę spróbować przesłać dokumentację elementu do wycięcia wodą plazmą,
Foto 1: Programemem 2D pozwalającym na
projektowanie parametryczne jest m.in. BricsCAD.
[źródło: Bricscad]
bądź laserem – wszyscy proszą o właśnie
o 2D. Na pewno bardzo ważnym czynnikiem
zainteresowanie programami tego typu jest
cena – software do modelowania w 2D jest
zdecydowanie tańszy. Licencja wspomnianego wcześniej BricsCAD-a na dzień dzisiejszy
to ok. 1500 złotych netto.
Marcin Bieńkowski: Co sprawia, że modele 2D są jeszcze stosowane przez wielu
inżynierów?
Krzysztof Godyń: Rysunki 2D mają niezaprzeczalną zaletę – możemy je przenieść na
papier wraz z wszystkimi niuansami konstrukcji. W przypadku konstrukcji typowo mechanicznych, dzięki zastawaniu rzutów, przekrojów oraz innych zabiegów rysunkowych
możemy wyeksponować szczegóły, które po
wydruku widoku modelu stworzonego w 3D
byłby po prostu nie niewidoczne.
Marcin Bieńkowski: Jakie ograniczenia
niesie ze sobą stosowanie modeli 2D?
Krzysztof Godyń: Modele 2D w większości
przypadków nie są tworzone parametrycznie.
Oznacza to, że wprowadzenie czasem bardzo niewielkich poprawek, może wymagać
znaczących nakładów pracy i konieczności
poświecenia na to znacznej ilości czasu, a co
gorsza, obarczone są większym prawdopodobieństwem popełnienia błędu. Odbiegając
od samych kwestii konstrukcyjno-projektowych, jeśli robimy projekt w 2D, dla klienta „nie
z branży” modele 2D mogą być nieczytelne.
Bazując na rysunku 2D nie lada wyzwaniem
jest stworzenie atrakcyjnej wizualizacji.
Marcin Bieńkowski: Czy
w projektowaniu 2D możliwe
jest stosowanie relacji pomiędzy
obiektami? Jak takie zależności są
definiowane?
Krzysztof Godyń: W przypadku większości programów dostępnych na rynku
tworzenie relacji w rysunkach płaskich,
jest albo niemożliwe, albo czasochłonne.
Jednym z wyjątków jest BricsCAD. Producent oddał w ręce projektantów narzędzia podobne do tych, z którymi spotykamy się w czasie tworzenia szkiców
płaskich w programach do modelowani
przestrzennego. Aby nadać relacje pierwszym krokiem jest określenie jej typu. Wybierać możemy z 20 dostępnych rodzajów np.
takich jak symetria, styczność, prostopadłość,
równoległość, blokowanie wymiaru pionowego, poziomego itp. Po zdefiniowaniu relacji
przy elementach pojawia się ikona informująca
o rodzaju zastosowanego wiązania.
Budowanie modeli 2D z zastosowaniem relacji ułatwia modyfikację modelu – jeśli zmienimy jedną składowa, wszystko inne powiązane z nią zostaną przebudowane według
istniejących relacji – taki system pracy zdecydowanie ułatwi pracę każdemu projektantowi.
Dodatkowo możemy powiązać wymiary równaniami, np. sprawiając, że po zmianie szerokości prostokąta, jego wysokość zawsze
będzie dwukrotnie większa od szerokości. To
jest właśnie parametryczność.
Foto 1: AutoCAD 360 to obecnie jeden z popularniejszych
systemów 2D. Aplikacja ta dostępna jest w chmurze.
Wykorzystanie
Foto 2: Projektowanie 2D w Siemens
Solid Edge 2D Drafting.
oprogramowania CAD 2D
N
a początku warto zadać sobie pytanie – czy używanie oprogramowanie CAD 2D ma jeszcze sens? Odpowiedź
na tak postawione pytanie jest wbrew pozorom prosta i bardzo krótka – brzmi ona „tak”. Zdecydowanie
ciekawsze będzie natomiast jej uzasadnienie, tym bardziej, że w znacznej mierze może być ono polemiką
z radykalnymi zwolennikami odejścia od projektowania 2D na rzecz prowadzenia całości prac projektowych
w trzech wymiarach. Nie sposób pominąć też milczeniem faktu, że obojętne, czy projekt powstanie w 3D, czy
w 2D, dokumentacja techniczna w większości przypadków przybierze na końcu postać płaskiego rysunku.
Szacuje się, że tylko niewielka część współcześnie prowadzonych prac projektowych
polega na tworzeniu nowego produktu całkowicie od podstaw. Większość działań polega
na dokonywaniu zmian, modyfikacji, ulepszeń w obszarze już istniejącej dokumentacji. Najczęściej – dokumentacji płaskiej. Nie
można bowiem zapominać o tym, iż historia
systemów CAD 3D liczy sobie niewiele więcej ponad dwie dekady, systemów CAD 2D
– o kilkanaście lat więcej (oczywiście w rozumieniu współczesnych systemów CAD,
pracujących na platformie PC), a projekty
architektoniczne, mechaniczne, itp., powstają od wieków. Znakomita większość z nich
pozostaje dostępna w postaci rysunków lub
wydruków na papierowych arkuszach.
Dostępne systemy
dwuwymiarowe
Współczesne systemy CAD 2D stanowią „inteligentne” odpowiedniki używanych przez
dziesięciolecia desek kreślarskich. Można
tu użyć słowa „inteligentne”, ponieważ systemy te oferują wyspecjalizowane narzędzia
graficzne i integrują w sobie możliwości nie
tylko tradycyjnego piórka, tuszu, gumki i suwaka logarytmicznego, ale pozwalają również na budowanie relacji i powiązań pomiędzy elementami projektu. Co więcej, dostęp
do nich staje się coraz bardziej powszechny ponieważ uznani producenci systemów
CAD zaczynają oferować darmowe, przeznaczone do użytku komercyjnego systemy
2D takie jak pracujące lokalnie DraftSight
czy Solid Edge 2D Drafting, lub też działające w chmurze jak ma to miejsce w wypadku
AutoCAD-a 360.
Nie brak także rozwiązań tworzonych przez
entuzjastów, które nierzadko zaskakują specjalizacją i wyjątkowymi możliwościami w danej dziedzinie. Wreszcie – jeśli ktoś zdecyduje
się na odpłatny system CAD 2D, może wybierać wśród ogromnej oferty systemów, których zakup oznacza także dostęp do serwisu
i wsparcie zapewniane przez producenta – tu
uwidacznia się wyższość odpłatnych systemów CAD nad ich darmowymi odpowiednikami – a także łatwość korzystania z nakładek
branżowych i rozszerzeń (dla przykładu systemy AutoCAD, BricsCAD, GstarCAD, TurboCAD, ZWCAD etc.). Co więcej, systemy 2D
kosztują znacznie mniej niż rozwiązania 3D.
CAD 2D kontra 3D
Zwolennicy systemów 3D mogą w tym momencie powiedzieć, że w takim razie wyższość
systemów CAD 2D sprowadza się w zasadzie
do ich dostępności i ceny. Nie jest to jednak
do końca prawdą. Nadal istnieją takie dziedziny i obszary działalności projektowej, w których
podejście 2D może równoprawnie konkurować
z projektowaniem 3D. Gdy pracujemy nad projektem naprawdę wielkich złożeń (okręty, instalacje fabryczne, itp. ), nierzadko projekt 3D może
okazać się nieprzyjazny dla użytkownika, a praca nad nim, jako nad całością, uciążliwa i wymagająca wielu zasobów ludzkich i systemowych.
Oczywiście na przestrzeni zaledwie kilku
41
ostatnich lat pojawiły się rozwiązania, które sprawiają, iż nawet
system CAD 3D potrafi szybko przetwarzać obraz wielkiego, złożonego projektu (służą do tego funkcjonalności pozwalające na
„ukrywanie” części danych niepotrzebnych na danym etapie pracy
z projektem), a jednak liczne grono użytkowników świadomie pozostaje przy systemie 2D.
Niektórzy twierdzą także, że projektowanie 2D pozwala na rozwijanie
wyobraźni, jest łatwiejsze w użytkowaniu i sprawia, że inżynier może
skupić się na „esencji” tego, co jest obiektem jego pracy i wysiłku, a nie
rozprasza się korzystając z wielu narzędzi, czy wręcz „gadżetów”, jakimi obrosły systemy 3D. Co do rozwijania wyobraźni – to chyba można
się z tym zgodzić, co do łatwości pracy... cóż, dobrze funkcjonujący
system 3D i tak posłuży nam do wygenerowania dokumentacji 2D, co
więcej, pozwoli nam na uzyskanie takiej liczby rzutów, przekrojów itp.,
o jakich w przypadku pracy z CAD 2D moglibyśmy jedynie pomarzyć.
I w tej sferze marzeń niestety zmuszeni bylibyśmy pozostać.
Prawdą jest także, że w zasadzie do pracy w systemach CAD 3D
wystarcza znajomość samego oprogramowania i nie trzeba być inżynierem projektantem, by skutecznie posługiwać się takim narzędziem.
Pozostaje oczywiście pytanie, czy projekt stworzony przez laika, nawet z wykorzystaniem najlepszych dostępnych rozwiązań 3D, będzie
poprawny np. pod względem technologicznym, tzn. czy uda się go
z powiedzeniem wykonać. Ale
z drugiej strony praca w 2D
Niektórzy twierdzą wcale nie musi oznaczać, iż
także, że projektowanie projekt pozbawiony będzie błę2D pozwala na dów. Praktyka wskazuje, iż wiele z nich można wyeliminować
rozwijanie wyobraźni, właśnie projektując od początku
jest łatwiejsze w środowisku 3D. A i tak efekt
w użytkowaniu końcowy zależeć będzie od klai sprawia, że inżynier sy projektanta, który będzie pomoże skupić się na sługiwał się danym narzędziem,
„esencji” tego, co jest chociaż możliwości, jakie dają
systemy 3D, są oczywiście nieobiektem jego pracy i wysiłku, a nie rozprasza porównywalnie większe.
I jeszcze jedno: ostatnio w prasię korzystając z wielu sie tematycznej i w branży ponarzędzi, czy wręcz jawia się coraz więcej głosów
„gadżetów”, jakimi wskazujących na to, że więkobrosły systemy 3D. szość systemów CAD 3D to tak
naprawdę aplikacje CAD 2D/3D,
a system 3D stanowi „nadbudowę” do funkcjonalności 2D. Co więcej,
sposób pracy, filozofia projektowania pozostają takie, jak w przypadku
2D i przynajmniej teoretycznie ograniczają potencjał użytkownika.
Gdy mówimy o rynku systemów CAD, nadal znaczna część sprzedawanych rozwiązań (w skali światowej) to systemy 2D, z czego od lat korzysta
firma Autodesk ze swoim programem AutoCAD LT, chociaż powoli traci
na korzyść systemów będących w pewnym stopniu jego „klonami”, opartymi np. na jądrze IntelliCAD. Warto też zauważyć, że niemal w każdym
przedsiębiorstwie stosunek licencji systemów 2D do 3D będzie przemawiał na korzyść tych pierwszych. Co więcej wiele wskazuje na to, że systemy 2D przeżywać będą wkrótce swego rodzaju renesans.
42
Dominik Malec, inżynier specjalizujący się w zagadnieniach związanych z modelowaniem, analizą
statyczno-wytrzymałościową oraz
tworzeniem dokumentacji rysunkowej w firmie Robobat Polska;
www.robobat.pl
Patrząc na rozwój narzędzi IT, w tym również na rozwój programów wspomagających proces projektowy, należy brać zawsze pod uwagę punkt widzenia docelowego użytkownika. Obecnie z oprogramowania CAD 2D korzystają przede wszystkim projektanci. Ta grupa zawodowa jest grupą, która się stale kształci i rozwija. Dzięki temu inżynierowie, którym do tej pory wystarczały rozwiązania 2D szukają czegoś, co pozwoli im pracować nie tylko szybciej, ale też jednocześnie pozwoli unikać błędów wynikających z braku wiedzy o „przestrzeni” projektowanego obiektu, czyli wiedzy 3D. Z ich punktu widzenia technologia 2D jest obecnie technologią przestarzałą.
Jeżeli jednak pomyślimy o inżynierach zajmujących się końcową dokumentacją w postaci rzutów i przekrojów płaskich, to dla nich narzędzie do pracy 2D jest jak najbardziej przydatne. Dlatego coraz częściej na rynku pojawiają się systemy mobilne pozwalające korzystać z takiej płaskiej dokumentacji na bieżąco np. bezpośrednio na hali fabrycznej. Przykładem takiej aplikacji jest m.in. AutoCAD WS, program przeznaczony do pracy na przysłowiowym „placu budowy” pozwalający na podejrzenie dokumentacji, która stworzona została w pracowni.
Przyszłość systemów 2D
Pierwszy krok w kierunku zapewnienia przyszłości i dalszych dróg rozwoju systemom 2D zrobił Autodesk wraz z projektem o nazwie „Project
Butterfly”, który dość szybko przekształcony został na AutoCAD WS.
Projekt ten obecnie znany jest pod nazwą AutoCAD 360. Pozwala on
na pracę z projektem CAD „w chmurze”, w oknie przeglądarki, bez konieczności instalowania aplikacji lokalnie na komputerze użytkownika.
Co więcej, działanie systemu w chmurze daje nam możliwość pracy
z dowolnego miejsca i, w zasadzie, z dowolnego urządzenia mobilnego
mającego dostęp do Internetu. AutoCAD 360 jest obecnie traktowany
jako swego rodzaju wyznacznik kierunku rozwoju systemów 2D.
Drugi krok uczynił Siemens, implementując możliwości Technologii Synchronicznej do obszaru szkicownika i dokumentacji płaskiej w najnowszej wersji prawdziwego „kombajnu” CAD 3D, jakim jest NX 9.0. Co
prawda, możliwości te odnoszą się – przynajmniej na razie – do środowiska 2D w ramach systemu 3D, ale myślę, że pozostaje tylko kwestią
czasu, kiedy rozwiązanie to trafi do Solid Edge ST, a następnie do Solid
Edge 2D Drafting. Jest to jednak temat na oddzielny artykuł.

Inżynierskie
narzędzia
do planowania
i projektowania
procesów produkcji
Z
Mirko Baecker pełniącym funkcję Dyrektora Marketingu Tecnomatix na region EMEA w firmie
w Siemens PLM Software na temat
możliwości zastosowania oprogramowania Tecnomatix w praktyce
przemysłowej i inżynierskiej rozmawia Marcin Bieńkowski.
Foto: Fotolia
Wytwarzanie coraz bardziej skomplikowanych
wyrobów przekłada się w bezpośredni sposób na złożoność procesów produkcyjnych.
Na te ostatnie wpływa nie tylko sama specyfika produktów, ale również coraz wyższy poziom automatyzacji i nowe techniki wytwarzania. Innym czynnikiem zwiększającym stopień
komplikacji procesów produkcyjnych jest wykorzystanie globalnych centrów inżynierii i wytwarzania. Firmy rozszerzają swoją działalność
na cały glob ziemski z wielu powodów. Przede
wszystkim chcą wykorzystać najbardziej efektywne kosztowo rozwiązania przy sprzedaży
produktów na globalnym rynku oraz dotrzeć
do klientów na rynkach lokalnych. Dodatkowo
mogą ograniczyć koszty związane z opodatkowaniem czy transportem.
Ponadto firmy produkcyjne starają się skrócić czas dostarczenia produktu na rynek
oraz czas do rozpoczęcia produkcji seryjnej.
Zależy im więc na bardziej efektywnym planowaniu i wytwarzaniu, które możliwe są do
osiągnięcia dzięki optymalizacji procesów
produkcyjnych jeszcze przed rozpoczęciem
produkcji. Wreszcie, firmy dążą do wdrożenia zasad zrównoważonego rozwoju, a co za
tym idzie, muszą działać zgodnie z regulacjami i w ich ramach ograniczać do minimum
powstające odpady oraz zminimalizować
43
cess Planner dostarcza pełne procesowanie Body-in-White oraz zamyka lukę między
produktem a produkcją, dzięki usprawnionej
integracji PLM i MES oraz nowym rozwiązaniom gwarantującym jakość złożeń.
Tecnomatix 11 pomaga użytkownikom szybciej dostarczyć produkty na rynek, jednocześnie poprawiając produktywność, eliminując
marnotrawienie zasobów oraz optymalizując
procesy montażu, poprzez wykorzystanie
trzech głównych segmentów systemu:
• Zarządzanie procesem produkcyjnym,
• Symulacja i sprawdzanie poprawności
produkcji,
• Rozpoczęcie wytwarzania i produkcja.
Foto 1: Tecnomatix RobCAD to środowisko cyfrowej produkcji przeznaczone do weryfikacji cel robotów
i programowania ich w trybie offline. [źródło: 4D Systems]
Foto 2: Tecnomatix Plant Simulation jest jednym z bardziej znanych elementów wchodzących w skład systemu
Tecnomatix. Pozwala on na tworzenie cyfrowych modeli systemów logistycznych, np. produkcji, przy pomocy, których
można sprawdzić charakterystyki projektowanego lub udoskonalanego systemu produkcyjnego i zoptymalizować
wydajność. [źródło: Siemens PLM Software]
zużycie energii. Powyższe czynniki sprawiają,
że przedsiębiorstwa poszukują skutecznych
rozwiązań informatycznych pozwalających
na zoptymalizowanie produkcji. Jednym z takich systemów jest Tecnomatix firmy Siemens
PLM Software. Na temat tego programu mieliśmy okazję porozmawiać z Mirko Baeckerem,
Dyrektorem Marketingu Tecnomatix na region
EMEA w firmie Siemens PLM Software.
Marcin Bieńkowski: Tecnomatix jest jednym z mniej znanych pakietów oprogramowania będącego w ofercie Siemens PLM
44
Software. Moim zdaniem, wynika to z jego
specyfiki jako zestawu narzędzi IT wspomagających procesy wytwarzania, które jeszcze
w wielu firmach traktowane są po macoszemu. Jakie procesy mogą być zoptymalizowane przy wykorzystaniu systemu Tecnomatix, obecnie dostępnego w wersji 11?
Mirko Baecker: Najnowsze wydanie Tecnomatix umożliwia uproszczenie planowania
i optymalizację produkcji dla wielu fabryk
i modeli, pomaga zagwarantować efektywność i bezpieczeństwo pracowników. Za
pomocą rozwiązania Manufacturing Pro-
Marcin Bieńkowski: System Tecnomatix
pozwala na wprowadzanie innowacji w procesie produkcji i planowania jej przebiegu
dzięki połączeniu dziedzin dotyczących samej produkcji z zagadnieniami inżynierii produktu. Uwzględnia się tutaj sam projekt oraz
układ linii produkcyjnych, symulację procesów wytwórczych, a także zarządzanie produkcją. Częścią tego systemu jest również
opisywane na naszych łamach oprogramowanie Teamcenter. Jakie korzyści daje użytkownikowi połączenie obu systemów?
Mirko Baecker: Tecnomatix to kompleksowe portfolio rozwiązań cyfrowych do obsługi
produkcji, zwiększające innowacyjność, dzięki
połączeniu wszystkich dziedzin produkcji z inżynierią produktu, wymienić tu można:
– Planowanie i zarządzanie. Możliwości Tecnomatix w tym zakresie opierają się na platformie Teamcenter i polegają na konsolidacji
informacji dotyczących produktu, procesów,
zakładu produkcyjnego i zasobów. Danymi
można zarządzać z uwzględnieniem rewizji,
wersji, konfiguracji, zarządzania zmianą oraz
przepływami pracy w całym przedsiębiorstwie;
– Symulacja i sprawdzanie poprawności. Ta
dziedzina obejmuje rozwiązania z portfolio Tecnomatix do symulacji i sprawdzania poprawności dla ludzi, maszyn i systemów. Zawiera
się w tym ergonomia, programowanie robotów
offline oraz logistyka zdarzeń dyskretnych;
– Wprowadzanie nowych produktów. Rozwiązania te umożliwiają kombinację korzyści płynących ze współpracy nad rozwojem
produktu i procesów oraz odpowiedniego
zaplanowania pierwszej produkcji. Pozwala to na ograniczenie ryzyka i niepewności
w kluczowym momencie dla cyklu rozwoju
nowo-wprowadzanego produktu.
Marcin Bieńkowski: W jaki sposób Tecnomatix może pomóc w optymalizacji
procesów biznesowych, które bezpośrednio wpływają na zdolność firmy do
wprowadzenia produktów na rynek? Czy
w systemie tym bierze się pod uwagę rzeczywistą wydajność produkcji i potencjał
produkcyjny przedsiębiorstwa oraz warunki zewnętrzne wpływające na nie?
Mirko Baecker: Tecnomatix bazuje na pojedynczym źródle wiedzy o produkcie i procesach, dzięki czemu walidacja montażu
i możliwości produkcyjnych może zostać
przeprowadzona na wcześniejszym etapie.
W konsekwencji zespoły odpowiedzialne
za projekt i procesy szybko otrzymują informację zwrotną, podczas gdy integracja
wykazu materiałów (BOM) inżynieryjnych
i produkcyjnych z wykazem procesów
(BOP) gwarantuje uporządkowanie komponentów produktu i minimalizuje prawdopodobieństwo popełnienia błędu.
„Tecnomatix bazuje na pojedynczym źródle wiedzy o produkcie i procesach, dzięki czemu walidacja montażu i możliwości produkcyjnych może zostać przeprowadzona na wcześniejszym etapie.”
Dzięki Tecnomatix klienci mogą zidentyfikować i wdrożyć najlepsze procesy, korzystając z dedykowanych szablonów. Pozwala
to skrócić czas wymagany do tworzenia
procesów aż o 40 procent. Co więcej,
koszty zainwestowanego kapitału można
zmniejszyć poprzez uwspólnienie i ponowne wykorzystanie informacji.
Tecnomatix udostępnia użytkownikom szeroką gamę narzędzi pomagających zwiększyć wydajność procesów projektowania
fabryki. Korzystanie z wizualizacji 3D pozwala aż o 50 procent ograniczyć czas od
powstania koncepcji projektu aż po instalację, w porównaniu do tradycyjnych technik
2D. Zarówno statyczne jak i dynamiczne
analizy mogą zostać przeprowadzone dla
całego środowiska produkcyjnego – łańcuchów dostaw, zasobów i procesów,
zmniejszając koszty obsługi materiałów
o 70%, skracając czas produkcyjny o 2060 procent i zwiększając produktywność
o 15-20 procent.
Poprzez optymalne zarządzanie procesami Tecnomatix może znacząco ograniczyć,
a nawet wyeliminować przerwy w produkcji
wywołane zakłóceniami na hali produkcyjnej. Optymalizacja linii produkcyjnych może
zostać osiągnięta poprzez wirtualne przekazanie do użytkowania, w konsekwencji skracając czas do rozpoczęcia produkcji seryjnej
aż o 80 procent. W połączeniu z lepszym
wglądem w kwestie związane z jakością
otrzymujemy węższe okna startowe, zwiększoną wydajność fabryki i lepszą kontrolę
kosztów materiałów. Dzięki integracji symulacji i walidacji ergonomicznych z procesem
powstawania produktu można zoptymalizować procesy pracy manualnej.
przedsiębiorstw czy też sektora MSP, podstawowe korzyści z integracji systemu do
zarządzania dokumentacją produktu z rozwiązaniem MES jak najbardziej występują
i w większości przypadków taka integracja
jest technicznie możliwa.
Chciałem w tym miejscu wspomnieć o tym,
że firma Siemens wspiera Kodeks Otwartości PLM (CPO – Codex of PLM Openness),
inicjatywę ProSTEP iViP, której celem jest
promocja otwartości systemów IT w kontekście PLM wśród użytkowników, sprzedawców oraz dostawców usług IT. CPO
idzie o krok dalej niż zapewnienie standardów IT i powiązanych interfejsów. Definiuje
mierzalne kryteria dla kategorii takich jak:
interoperacyjność, infrastruktura, rozszerzalność, interfejsy, standardy, architektura
oraz partnerstwa. Tecnomatix spełnia wymogi CPO w każdym z tych kryteriów.
Marcin Bieńkowski: Aplikacje z pakietu
Tecnomatix zostały tak zaprojektowane,
aby wspierać i doskonalić procesy charakterystyczne dla wielu różnych branż
przemysłowych. W jakich w branżach najczęściej wykorzystywany jest ten system?
Czy z tego oprogramowania korzystają
również chętnie polscy przedsiębiorcy
i inżynierowie?
Mirko Baecker: System Tecnomatix jest
wykorzystywany przez przedsiębiorstwa
w różnych branżach. Najczęściej po rozwiązanie to sięgają dostawcy i producenci
OEM z branży motoryzacyjnej, firmy zajmujące się transportem, przemysłem maszynowym, branża magazynowa i logistyczna
oraz lotnicza i obronna. Polskie przedsiębiorstwa dostrzegają korzyści płynące
z używania systemów cyfrowej produkcji,
a popularność Tecnomatiksa stale wzrasta.
Tendencję wzrostową widać szczególnie
w wypadku modułu do produkcji części,
wchodzącego w skład pakietu Tecnomatix.
Marcin Bieńkowski: Na czym polega
otwarta architektura systemu Tecnomatix? Czy można go zintegrować z innymi,
dowolnymi systemami np. systemami klasy PDM (Product Data Management) do
zarządzania dokumentacją produktu?
Mirko Baecker: Jednym z największych
wyzwań, jakie stoją przed producentami jest efektywne zarządzanie produktem
w ciągu całego cyklu życia. Funkcjonalności Tecnomatix bazują na Teamcenter
– systemie stanowiącym ramę PLM zarówno dla inżynierii produktu, jak i produkcji.
Otwartość platformy Teamcenter to od wielu lat jedna z naszych głównych strategii.
Nasza strategia otwartego systemu PLM
obejmuje kulturę, dane, produkty oraz społeczności. Dostarczamy produkty otwarte
pod względem architektury, zastosowania,
elementów i infrastruktury. Otwarta architektura umożliwia integrację z innymi systemami dla przedsiębiorstw – również dotychczas eksploatowanymi. Jako przykład
można tu podać integrowanie produktów
Siemens PLM Software ze specyficznymi
dla klienta systemami
Mirko Baecker, Dyrektor
biznesowymi lub zastoMarketingu Tecnomatix
sowaniami
typowymi
na region EMEA w firmie
dla danej branży. Czy
Siemens PLM Software.
dotyczy to większych
45
Foto: BASF
Nowoczesne
systemy
informatyczne
wspierające produkcję
i utrzymanie ruchu
46
Systemy informatyczne wspierające produkcję i utrzymanie ruchu możemy podzielić na
trzy główne grupy: systemy odpowiedzialne
za monitoring i wizualizację procesów, systemy odpowiedzialne za zarządzanie produkcją
i monitoring efektywności maszyn oraz systemy do zarządzania informacją dotyczącą
stanu parku maszynowego.
Do najważniejszych systemów informatycznych wspierających monitoring i nadrzędne
sterowanie procesami produkcyjnymi należą
systemy SCADA. W warstwie kompleksowego
zarządzania informacją z procesów i produkcji,
prym wiodą zaawansowane systemy informatyczne klasy MES. Z kolei w celu zapewnienia
służbom utrzymania ruchu łatwego dostępu
do informacji o stanie parku maszynowego
wykorzystywane są systemy CMMS. Przed
przystąpieniem do omówienia korzyści jakie
niesie ze sobą wykorzystywanie systemów
IT zakładach produkcyjnych oraz możliwości,
które daje synergia systemów IT dla produkcji
i utrzymania ruchu, przyjrzyjmy się definicjom
oraz przykładom popularnych rozwiązań.
Systemy SCADA
(Supervisory Control
And Data Acquisition)
O
becnie kiedy firmy produkcyjne muszą bardzo szybko
reagować na zmiany trendów
rynkowych, dostęp do wiarygodnych informacji o procesach
i produkcji w czasie rzeczywistym
staje się niezbędny do zapewnienia
prawidłowego funkcjonowania
przedsiębiorstwa. Łatwy dostęp do
tych informacji przekłada się na
możliwość szybkiego podejmowania trafnych decyzji rzutujących na
efektywność i rentowność przedsiębiorstwa. Aktualnie, na rynku
dostępnych jest szereg mniej i bardziej zaawansowanych systemów
informatycznych wspierających
zarządzanie informacją z procesów
i produkcji.
Oprogramowanie SCADA pozwala na uzyskanie szybkiego wglądu w faktyczny stan urządzeń produkcyjnych i wykonawczych. W warstwie graficznej odpowiadają za jednoznaczne
zaprezentowanie dynamicznie zmieniającej się
informacji. Jednocześnie zdefiniowane przez
użytkownika algorytmy logiczne przyspieszają
i wspomagają operatora w jego pracy.
System SCADA jest także podstawowym
źródłem danych dla systemów nadrzędnych
i przemysłowych baz danych. Najpopularniejszym oprogramowaniem klasy SCADA na rynku Polskim jest rozwiązanie firmy Wonderware:
Wonderware InTouch oraz Platforma Systemowa Wonderware.
żącego i historycznego przebiegu produkcji,
wydajności maszyn oraz jakości produkcji.
Dane produkcyjne gromadzone w sposób automatyczny w systemach klasy MES gwarantują wiarygodność pozyskiwanych informacji,
a następnie mogą zostać wykorzystane do
podniesienia efektywności istniejących zasobów oraz zwiększenia zdolności produkcyjnych przy zachowaniu wysokiej jakości wytwarzanych produktów. Najpopularniejszym
oprogramowaniem klasy MES na rynku Polskim jest wielokrotnie nagradzany system zarządzania produkcją Wonderware MES.
Systemy MES pozwalają na śledzenie procesów produkcyjnych w obszarach: bieżącego i historycznego przebiegu produkcji, wydajności maszyn oraz jakości produkcji.
CMMS (Computerized Maintenance Management System)
Systemy CMMS zapewniają służbom utrzymania ruchu dostęp do kompleksowych informacji na temat aktualnego stanu parku
maszynowego, umożliwiają łatwy dostęp do
raportów o aktualnych awariach i planowanych remontach maszyn oraz pozwalają na
zarządzanie zespołem pracowników.
Standardowym elementem dobrego systemu
CMMS jest moduł zarządzania magazynem
części zamiennych oraz środkami eksploatacyjnymi. Pozwala on na szybki i łatwy dostęp
do szeregu informacji związanych z urządzeniami, częściami zamiennymi i narzędziami, co
w istotny sposób wpływa na funkcjonowanie
Działu Utrzymania Ruchu, a w efekcie na zdolności produkcyjne całego przedsiębiorstwa.
MES (Manufacturing
Execution System)
Korzyści płynące
z użytkowania systemów IT
wspierających produkcję
Systemy MES pozwalają firmom produkcyjnym w rozwiązaniu problemów związanych
z brakiem szybkiego dostępu do rzetelnych
informacji o szczegółach aktualnie realizowanych i już zrealizowanych zleceń produkcyjnych. Systemy MES pozwalają na śledzenie
procesów produkcyjnych w obszarach: bie-
Wdrażając dedykowane rozwiązania informatyczne w obszarach: monitorowania i wizualizacji produkcji, zarządzania produkcją
oraz wspierania prac utrzymania ruchu, firmy
produkcyjne mogą odnieść szereg korzyści,
które przekładają się między innymi na lepszy dostęp do informacji, niższą awaryjność,
47
ERP
Za r zą dz ani e pr zed si ębi orst wem
I N T E G R AC JA
MES
INTEGR AC J A
INTEGR AC J A
CMMS
Z a r z ą d z an ie pro duk c j ą
U tr z ymani e ruchu
I N TE G R AC JA
INTEGR AC J A
SCADA
Wizua l izacja i sterowani e procesem
MASZYNY/PLC
Foto 1: Integracja systemów IT w przedsiębiorstwach produkcyjnych. [źródło: ASTOR]
zmniejszenie ilości przestojów, podniesienie
wydajności produkcji oraz obniżenie kosztów
operacyjnych. Korzyści te z kolei przekładają
się na podniesienie konkurencyjności przedsiębiorstwa oraz zwiększenie zysków.
Do głównych korzyści wynikających z użytkowania systemu SCADA należy przede wszystkim
dostęp do wiarygodnych danych o stanie procesu pochodzących wprost z urządzeń automatyki, czujników pomiarowych, przemysłowych baz
danych oraz innych systemów przemysłowych
wykorzystywanych w przedsiębiorstwie. System
SCADA pozwala nie tylko na zamianę języka maszyn na język ludzi, ale także umożliwiają szybką
lokalizację alarmów, podstawowe logowanie danych czy też automatyczną reakcję na określone
sygnały pochodzące z urządzeń.
Z kolei w przypadku wdrożenia systemu klasy MES korzyści możemy rozważać w trzech
następujących obszarach:
1.W obszarze zarządzania operacjami produkcyjnymi system MES pozwala na pozwala m.in. na redukcję liczby gotowych
48
wyrobów kierowanych do poprawy, zwiększenie zysku poprzez stabilizację procesu
oraz zmniejszenie kosztów materiałowych,
utrzymanie jakości na wysokim poziomie
poprzez zarządzanie procedurami i eliminację błędów popełnianych przez operatorów oraz zwiększenie elastyczności
operacyjnej, a tym samym szybsze wprowadzanie produktów na rynek.
2.
W obszarze zarządzania efektywnością
dzięki systemowi MES osoby zarządzające wydajnością produkcji oraz operatorzy
mogą redukować wydatki kapitałowe, poprawiać wykorzystanie zasobów, zwiększać
efektywność istniejących zasobów oraz
wdrażać najlepsze praktyki produkcyjne.
3.W obszarze zarządzania jakością system
MES pozwala na redukcję kosztów związanych z zarządzaniem jakością, dostarczając
rozwiązania do mierzenia zgodności produktów z obowiązującymi normami oraz rejestrowania w czasie rzeczywistym odchyłek
od specyfikacji, dzięki czemu możliwe jest
sukcesywne eliminowanie marnotrawstwa
wynikającego ze złej produkcji.
Do głównych korzyści dla działu utrzymania ruchu wynikających z wdrożenia systemu CMMS należy możliwość zapanowania
nad posiadanym parkiem maszynowym
oraz magazynem części zamiennych i na-
Do głównych korzyści dla
działu utrzymania ruchu
wynikających z wdrożenia
systemu CMMS należy
możliwość zapanowania
nad posiadanym
parkiem maszynowym
oraz magazynem części
zamiennych i narzędzi,
dzięki możliwościom
modelowania struktur
instalacji w systemie.
rzędzi, dzięki możliwościom modelowania
struktur instalacji w systemie. Dzięki systemowi klasy CMMS dział UR może sprawnie zarządzać działaniami prewencyjnymi
takimi jak przeglądy i remonty oraz łatwo
analizować awaryjność poszczególnych
maszyn. Poprawnie wdrożony nowoczesny system klasy CMMS przynosi szereg
korzyści zarówno dla działu utrzymania ruchu, jak również działu produkcji i całego
przedsiębiorstwa poprzez:
• szybszy automatyczny przepływ informacji
między produkcją i utrzymaniem ruchu –
dzięki integracji systemów produkcyjnych
SCADA/MES i systemu CMMS,
• szybszy dostęp do informacji o awariach,
• zwiększenie efektywności dokonywanych
napraw,
• lepsze harmonogramowanie i przypominanie o realizacji zadań związanych z przeglądami i remontami maszyn,
• efektywniejsze zarządzanie zespołem,
• gromadzenie wiedzy w przedsiębiorstwie
nt. realizowanych zadań i serwisów i łatwy
dostęp do tej wiedzy,
• ułatwiony dostęp do dokumentacji w formie cyfrowej,
• dostęp do raportów analitycznych.
Dlaczego nowoczesne zakłady
produkcyjne wykorzystują
specjalistyczne systemy IT
w produkcji?
Zakłady produkcyjne, które chcą wykorzystać
pełny potencjał dostępnych na rynku systemów informatycznych wspierających produkcję i utrzymanie ruchu decydują się na rozwiązania dedykowane, ponieważ tylko takie
podejście pozwala na zaspokojenie potrzeb
wszystkich użytkowników.
Często spotykamy się z pytaniem dlaczego
nie warto wykorzystać w tym celu oprogramowania klasy ERP? Otóż zarówno z punktu widzenia produkcji jak i służb utrzymania
ruchu oprogramowanie klasy ERP nie jest
dedykowane do ich potrzeb. Systemy ERP
są rozwiązaniami z wyższej warstwy warstwy, dedykowanymi dla biura. Pozwalają
na sprawne zarządzanie przedsiębiorstwem
ale nie są przystosowane operowania na danych gromadzonych w czasie rzeczywistym
wprost z warstwy maszynowej.
Najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest
wdrożenie dedykowanych systemów dla
poszczególnych działów: systemu klasy
CMMS – do wspomagania pracy działu
utrzymania ruchu, systemu klasy SCADA
– do monitorowania, wizualizacji procesów
oraz systemów klasy MES - do zarządzania realizacją produkcji w czasie rzeczywistym. Wdrażając rozwiązania dedykowane
dla poszczególnych działów należy zwrócić
uwagę na to czy rozważany system jest
otwarty na integrację z innymi rozwiązaniami, ponieważ integrując ze sobą systemy
CMMS, SCADA, MES oraz ERP otrzymamy
rozwiązanie, które będzie spełniało specyficzne wymagania poszczególnych działów,
a także pozwoli na prowadzenie szerokich
analiz danych w różnych kontekstach. Taka
integracja wypłynie także pozytywnie na
szybkość przepływu informacji pomiędzy
poszczególnymi działami (utrzymanie ruchu, produkcja, biuro).
przestojach płynące z systemu MES mogą
z powodzeniem zostać wykorzystane do
natychmiastowego poinformowania Służb
Utrzymania Ruchu o zaistniałej sytuacji.
Dzięki wykorzystaniu rozwiązań klasy
CMMS nowej generacji (np. Profesal Maintenance), które z łatwością integrują się
z oprogramowaniem przemysłowym, przepływ informacji między produkcją a utrzymaniem ruchu zostaje zautomatyzowany
i wielokrotnie przyspieszony.

Arkadiusz Rodak
Autor artykułu jest specjalista ds. oprogramowania przemysłowego w firmie ASTOR,
www.astor.com.pl
Trendy na rynku
oprogramowania
przemysłowego
Nowoczesne rozwiązania informatyczne dla
produkcji oraz działów utrzymania ruchu
to także takie rozwiązania, które nadążają
za aktualnymi trendami technologicznymi. Niewątpliwie, jednym z dominujących
obecnie trendów jest dostęp do informacji
gromadzonych w systemach IT wspierających produkcję przez urządzenia mobilne.
Przykładowo, dotarcie do informacji o aktualnym stanie pracy maszyny bądź całej linii
produkcyjnej, poprzez urządzenia takie jak
tablety lub smartfony, sprawia, że kierownicy produkcji oraz pracownicy utrzymania
ruchu mogą znacznie szybciej zareagować
na sytuacje awaryjne oraz efektywniej realizować swoje obowiązki dzięki swobodzie
w dostępie do danych.
Kolejną tendencją jest potrzeba integracji
systemów IT dla produkcji z innym oprogramowaniem występującym w przedsiębiorstwie. Pozwala ona na znacznie szybszy przepływ danych pomiędzy systemami
eliminując ryzyko błędów jakie niesie ze
sobą ręczne wprowadzanie danych. Dzięki integracji jesteśmy w stanie zapewnić
właściwym osobom w firmie produkcyjnej
dostęp do właściwych danych w odpowiednim czasie. Dane o nieplanowanych
Foto 2: Przykład wizualizacji procesu w systemie
Wonderware InTouch. [źródło: ASTOR]
Foto 3: Wizualizacja wartości wskaźnika OEE (Overall
Equipment Effectiveness) w systemie Wonderware MES.
[źródło: ASTOR]
Foto 3: Modelowanie struktur parku maszynowego w
systemie CMMS Profesal Maintenance. [źródło: ASTOR]
49
Foto: Fotolia
Czwarta
rewolucja
przemysłowa,
a systemy IT zarządzające produkcją
T
ermin „czwarta rewolucja przemysłowa”, czyli Industry 4.0, odnosi się
do maszyn, sprzętu przemysłowego, wyrobów i komponentów systemów, które mogą wymieniać się między sobą danymi w czasie rzeczywistym. Współczesne systemy IT i systemy informatyczne wspomagające
zarządzanie produkcją coraz częściej spełniają ten warunek aby mogły
zostać nazwane terminem Industry 4.0.
50
Obecnie eksperci używają różnych terminów do opisania zachodzących na naszych
oczach zmian, które są konsekwencją przemian zachodzących w produkcji, potrzebach
klientów, modelach biznesowych prowadzenia
działalności gospodarczej, udostępniania za-
W miarę postępów czwartej rewolucji przemysłowej trzeba będzie od nowa zdefi niować i zintegrować wszystkie dotychczasowe procesy biznesowe. awansowanych środowisk pracy oraz mającej
coraz większe znaczenie potrzeby bardziej
zrównoważonego rozwoju. Niektórzy określają
zachodzące zjawiska zmian „zaawansowaną
produkcją”, aby podkreślić większą efektywność zapewnianą przez nowe technologie,
procesy i materiały. Inni stosują określenie
„przemysłowy Internet”, podkreślając nowy,
znacznie wyższy poziom łączności pomiędzy
ludźmi, maszynami i systemami inni rewolucją
przemysłową 4.0 – Industry 4.0.
W wyniku rewolucji Industry 4.0 produkty,
maszyny i zasoby będą komunikować, skąd
pochodzą i jak należy się z nimi obchodzić,
a wszystkie produkty i procesy będą mieć
właściwości cyfrowe, dostarczające podstawowych informacji (np. na temat konstrukcji
produktu i jego recyklingu) oraz pomagające
producentom w ulepszaniu produktów i procesów lub w oferowaniu nowych usług.
Rewolucja w produkcji
Nowy poziom przejrzystości procesów i przepływów pozwoli producentom na bieżąco
identyfikować problemy związane z łańcuchem dostaw i produkcją, a także niezwłocznie na nie reagować. Analiza predykcyjna pomoże nawet firmom rozwiązywać problemy
jeszcze przed ich wystąpieniem.
Producenci będą nadal utrzymywać długofalowe kontakty biznesowe, ale coraz częściej
będą też „robić interesy” w ramach sieci biznesowych tworzonych na krótki czas. Będą
dynamicznie negocjować przebieg procesów
generujących wartość dodaną, biorąc pod
uwagę jakość, czas, cenę, wykonalność,
zrównoważony rozwój i inne aspekty. Technologia komunikacji między maszynami pozwoli
producentom wyposażać narzędzia, maszyny, pojazdy, budynki i nawet surowce w czujniki i mikroukłady scalone, aby wytwarzać
„inteligentniejsze” produkty.
W miarę postępów czwartej rewolucji przemysłowej trzeba będzie od nowa zdefiniować i zintegrować wszystkie dotychczasowe
procesy biznesowe. Podstawową technologię tej rewolucji stanowią systemy „cyberfizyczne”, które wykorzystują czujniki w celu
gromadzenia danych ze świata fizycznego
na potrzeby procesów logistycznych, inżynieryjnych i usługowych oraz procesów
sterowania produkcją. Systemy te będą inteligentne i interaktywne dzięki wbudowaniu
w nie oprogramowania i mechanizmów łączności, co pomoże producentom gromadzić,
przechowywać i analizować rosnące lawinowo ilości danych z wykorzystaniem lokalnej
warstwy merytorycznej przedsiębiorstwa.
Ewolucja modeli biznesowych
Korzenie większości dzisiejszych modeli biznesowych sięgają poprzednich rewolucji przemysłowych. Modele te są oparte głównie na
produkcji masowej i automatyzacji oraz koncentrują się na procesach projektowania, produkcji
i marketingu. Kluczowym stymulatorem tworzenia nowych modeli jest obecnie tendencja
związana z oferowaniem klientom produktów
dostosowanych do ich specyficznych potrzeb,
sprzedaży usług niźli produktów oraz tworzenie
wartości w ramach sieci biznesowych.
W miarę przechodzenia na indywidualizację
producenci będą oferować klientom produkty
dostosowane do ich indywidualnych potrzeb,
zmniejszać liczbę produktów w serii nawet do
jednej sztuki oraz udostępniać swoim klientom biznesowym i indywidualnym produkty
oraz usługi przeznaczone wyłącznie dla nich
(„make-to-me”). Nowe procesy biznesowe
mogą im pomóc w reagowaniu na nagłe
zmiany w popycie oraz realizowaniu składanych „ad hoc” zleceń produkcji na zamówienie. Producenci mogą zaangażować klientów
w proces konstrukcji, konfigurując produkty
odpowiednio do ich specyficznych potrzeb,
udzielając im dostępu do danych opisujących
faktyczny sposób wykorzystania produktów
lub analizując odczucia klientów wyrażane
51
Wprowadzanie innowacji
Projektowanie
Współpraca projektowa
Dostawca
projektu
Planowanie
Monitorowanie wydajności
Wspópraca
dostawców
Klienci
połączeni
w sieci
Dostawca
produkcji
Producent
(projekt i produkcja)
Klient jako
projektant
Analiza predykcyjna
Rozprowadzanie
produkcji
Rys. 1: Połączenia pomiędzy ludźmi, fabrykami, maszynami i produktami w modelu Industry 4.0
w mediach społecznościowych.
W branżach bardziej zorientowanych na
usługi producenci zmieniają strukturę swoich
przychodów, zwiększając udział przychodów ze sprzedaży usług kosztem przychodów ze sprzedaży produktów – w tym celu
opracowują nowe, zaawansowane usługi
do dotychczasowych produktów, takie jak
usługi posprzedażne lub testy porównawcze
środków trwałych. Producenci mogą zagwarantować bezawaryjną pracę środka trwałego i świadczyć do niego niezbędne usługi
konserwacyjne. W bardziej zaawansowanych
scenariuszach będą sprzedawać raczej efekty działania swoich produktów niż same produkty, przekształcając swoją ofertę w ofertę
usługową. Producent silników mógłby na
52
przykład zamiast sprzedawać silniki pobierać od klientów opłaty za moc dostarczaną
przez te silniki, dostawca wózków widłowych
– sprzedawać godziny obsługi zamiast fizycznych wózków, a producent pras drukarskich –
naliczać opłaty za każdą wydrukowaną stronę.
Prawdopodobnie będą się także zacierać
granice pomiędzy różnymi branżami, co spowoduje zbliżanie się do siebie procesów i informacji. Producenci będą wtedy mogli tworzyć
wartość w ramach sieci biznesowych, oferując
na rynku niewykorzystane moce produkcyjne
firmom, które potrzebują na przykład okresowo większych mocy.
Kompleksowa inżynieria cyfrowa – coś więcej niż PLM
Lokalna fabryka
lub wytwórnia
Integracja całego cyklu
życia produktów z łańcuchem wartości będzie stanowić kamień węgielny „łańcuchów cyfrowych”,
innowacyjnych procesów biznesowych i nowych modeli biznesowych. W takim środowisku producenci będą musieli identyfikować
źródła danych, łączyć i analizować te źródła
oraz modelować cykl życia produktów. Będą
potrzebować technologii do generowania,
gromadzenia, filtrowania i analizowania danych z różnych źródeł oraz do integracji dotychczasowych rozwiązań informatycznych.
Przed zamodelowaniem produktu jako części
fizycznej producenci będą digitalizować jego
projekt i konstrukcję oraz symulować produkcję. Będzie to wymagało włączenia do syste-
Wytwarzanie
Serwis
Sprzedawca
(produkcja
i serwis)
Klient
Niezależny
serwis
Jawna
produkcja
Osad
zona
z
Usługi zorientowane
na klienta
godn
ość
mu planowania produkcji modeli cyfrowych
dostępnych obecnie w systemach komputerowo wspomaganego projektowania (CAD)
lub komputerowo wspomaganych prac inżynierskich (CAE), aby umożliwić symulację całej linii produkcyjnej.
W trakcie produkcji producenci będą przekształcać dane w informacje uwzględniające
kontekst, które będą wykorzystywane do
ograniczania ryzyka związanego z procesami produkcyjnymi oraz do uproszczenia tych
procesów. Pełna przejrzystość i możliwość
monitorowania pomoże im zidentyfikować
przyczyny kosztownych przestojów w produkcji oraz lepiej zintegrować z projektem
produktu informacje zwrotne na temat procesu konserwacji lub innych procesów.
Po wyprodukowaniu produktu jego struktura
cyfrowa będzie także udostępniana działowi
usług producenta, który będzie mógł dzięki
Klient jako
producent
temu przewidzieć obszary
awaryjności produktu. Pętle informacji zwrotnych przekazywanych z działów
produkcji i usług do działu konstrukcyjnego
oparte na informacjach cyfrowych powinny pomóc w skróceniu czasu serwisowania
i redukcji kosztów oraz w optymalizacji produkcji. Pod koniec cyklu życia produktu informacje na temat projektu, produkcji i użytkowania mogą pomóc firmom w ocenie różnych
możliwości jego ponownego wykorzystania
w produkcji i recyklingu.
Aby zintegrować wszystkie zasoby, produkty
i procesy, producenci będą musieli zidentyfikować źródła danych – od linii montażowej po
sieci społecznościowe – oraz połączyć je ze
sobą, a następnie przeanalizować. Modelo-
wanie cykli życia produktów będzie stanowić
główne zadanie oraz podstawę współpracy
między różnymi podmiotami. Współpraca ta
może obejmować projektowanie i konstrukcję
produktów z wykorzystaniem opinii klientów,
aby dostosowywać procesy produkcyjne
w czasie rzeczywistym, a także komunikację
z klientami i partnerami w celu dokonywania
predykcyjnej konserwacji lub lokalnej produkcji w modelu just in time. Niewykluczone, że
już wkrótce pojawi się na rynku nowy zawód
– inżynier cyklu życia.
Integracja procesów zarządzania (top floor)
z procesami produkcyjnymi (shop floor)
W przypadku zautomatyzowanych procesów
produkcyjnych maszyny są już połączone w ramach systemów biznesowych i produkcyjnych.
Zazwyczaj otrzymują instrukcje od systemu
realizacji produkcji oparte na centralnym planie
produkcji. W przyszłości można się spodziewać rosnącej konwergencji technologii informatycznych i operacyjnych, co doprowadzi do
powstania nowych scenariuszy biznesowych.
Inteligentne maszyny będą w stanie elastycznie zmieniać dawniej stałe plany produkcyjne
i logistyczne, a będą to robić z wykorzystaniem coraz bardziej zdecentralizowanych procesów planowania. Autonomiczne jednostki
produkcyjne, łączące robotykę i wysoko
wykwalifikowanych pracowników, będą się
dostosowywać do ciągłych, stymulowanych
przez klientów zmian w produkcie, umożliwiając wytwarzanie na jednej linii produkcyjnej
różnych typów produktów bez przebudowy
procesu produkcji. Ta możliwość autonomii
ma znaczenie krytyczne, ponieważ producenci coraz częściej spotykają się z zamówieniami na pojedyncze produkty, gdy wielkość serii
równa się jeden. Dział logistyki będzie musiał
zadecydować, czy dostarczać części zapasowe, czy ustawić drukarki 3D w miejscach,
w których są potrzebne.
Im bardziej inteligentne i komunikatywne będą
maszyny i obiekty, tym bardziej aktywne, autonomiczne i samoorganizujące się będą jednostki produkcyjne. Obiekty i maszyny będą
w stanie razem decydować, których narzędzi
należy użyć i gdzie trzeba przekazać części na
potrzeby następnego etapu produkcji. Maszyny będą informować system ERP producenta
o swoim stanie oraz o stanie prac. Dzięki tym
systemom osoby zarządzające fabryką uzyskają wgląd w czasie rzeczywistym w produkcję
53
i będą mogły szybko reagować na pojawiające się problemy oraz korygować plany w celu
optymalizacji wykonywania zamówień.
Cała ta komunikacja oznacza generowanie
ogromnych ilości danych. Przy 50-100 czujnikach na jedną maszynę i przy 500 (lub więcej)
etapach produkcji trzeba będzie przechowywać terabajty danych oraz łączyć je z innymi
źródłami danych, a następnie analizować.
Dane z hali produkcyjnej, w powiązaniu z danymi dotyczącymi produkcji przedsiębiorstwa,
umożliwią wdrażanie zupełnie nowych form
optymalizacji oraz kreowanie całkiem odmiennych pomysłów biznesowych. Mogłoby to
zapewnić efektywną produkcję niestandardowych wyrobów dla pojedynczych klientów,
monitorowanie zużycia energii oraz maksymalne wykorzystywanie maszyn i zasobów. Firmy
będą w stanie wcześniej identyfikować ryzyko
operacyjne i rozwiązywać potencjalne problemy jeszcze przed ich wystąpieniem.
Technologia chmury pozwoli także firmom
udostępniać dane przedsiębiorstwom, które
wyprodukowały ich maszyny, oraz pomagać
im w opracowywaniu lepszych produktów
i usług. W przypadku awarii szczegółowe
dane z procesów produkcyjnych i dostawczych mogą pomóc producentom w precyzyjniejszym identyfikowaniu produktów, na
które wywrze to wpływ, oraz oczekujących na
nie klientów, ograniczając tym samym liczbę
klientów, których należy powiadomić. Naprawy będzie można wykonywać zdalnie przez
pobranie programów korygujących do oprogramowania lub zainicjowanie akcji na urządzeniu przez połączenie zdalne.
Tworzone w czasie rzeczywistym sieci biznesowe generujące wartość dodaną
W zakresie technologii współpracy między
firmami opracowano swego czasu rygorystyczne procesy obejmujące sekwencyjne
przepływy pracy. Pod wpływem sieci społecznościowych w nadchodzących latach zakres
współpracy między firmami znacznie się zmieni. Dojdzie do utworzenia połączeń między
większą liczbą procesów biznesowych, a interakcje pomiędzy firmami rozwiną się z łańcuchów dostaw w sieci biznesowe generujące
wartość dodaną, które mogą błyskawicznie
zmienić strukturę współpracy, aby umożliwić
54
realizację zleceń na wykonanie pojedynczego
produktu (gdy wielkość serii równa się jeden).
Producenci zoptymalizują całą sieć biznesową przez wymianę i analizę danych. Digitalizacja i kompleksowa łączność umożliwią
analizę wszystkich działań biznesowych
w czasie rzeczywistym. Symulowanie struktury kosztów pomoże w podejmowaniu decyzji.
Można też będzie prognozować zmiany rynkowe i szybciej wprowadzać w życie pomysły
biznesowe. Zapewni to wszystkim członkom
sieci biznesowej znacznie większe korzyści,
a także wzrost liczby zleceń realizowanych
w outsourcingu i zleceń projektowych.
Takie usprawnienia wymagają uzyskania od
partnerów danych o znaczeniu krytycznym,
w tym informacji na temat mocy produkcyjnych
Technologia chmury pozwoli także fi rmom udostępniać dane przedsiębiorstwom, które wyprodukowały ich maszyny, oraz pomagać im w opracowywaniu lepszych produktów i usług.
i kosztów produktów oraz danych planistycznych. Natomiast do zapewnienia bezpiecznej
i efektywnej wymiany między partnerami potrzebna jest niezawodna infrastruktura oraz
bezawaryjne systemy, które umożliwiają budowę zaufania. Metody takie jak ochrona prywatności oraz przetwarzanie wielostronne mogą
pomóc firmom w realizacji algorytmów optymalizacji na zaszyfrowanych danych, bez ujawniania danych o znaczeniu krytycznym. Korzystając z metody „przyklejania” reguł do danych
(sticky policies), firmy mogą dołączać do danych metainformacje na temat standardów
oraz wytyczne dotyczące wykorzystywania danych. Tego typu metody i koncepcje są jeszcze
ciągle w fazie badań, ale w przyszłości powinny
się stać bardziej efektywne i przydatne.
Drugim warunkiem niezbędnym do tworzenia
sieci biznesowych generujących wartość dodaną w czasie rzeczywistym jest udostępnienie
miejsc, w których firmy będą mogły nawiązywać
ze sobą łączność, wymieniać się informacjami
i komunikować się ze sobą (Rys.1). Wiele firm
wykorzystuje już do współpracy ze swoimi łańcuchami dostaw różnego rodzaju giełdy. Giełdy te oraz inne sieci biznesowe będą w miarę
upływu czasu umożliwiać coraz większą liczbę
działań biznesowych. Giełdy pozwalają na dynamiczną współpracę, aby zapewnić realizację
usług inżynieryjnych oraz dostarczanie materiałów bezpośrednich zgodnie z nowymi warunkami umownymi, a także szybkie wdrażanie.
Rozszerzone środowiska pracy
Producenci muszą mieć możliwość elastycznego i szybkiego reagowania na coraz szybsze fluktuacje popytu, ale ciągłe zwalnianie
z pracy i ponowne zatrudnianie pracowników
może być kosztowne. Liderzy zdobędą przewagę nad konkurencją, zastępując rygorystyczne wzorce pracy elastycznymi formami
zatrudniania pracowników.
W miarę wzrostu inteligencji maszyn linie produkcyjne można wzbogacać i humanizować.
Proste zadania manualne praktycznie znikają
i normą staje się produkcja niestandardowa,
pracownikom można więc powierzać zależnie
od potrzeb koordynowanie zautomatyzowanych procesów produkcyjnych oraz interweniowanie, gdy maszyny domagają się działania ze strony człowieka. Od pracowników
będzie się teraz w coraz większym stopniu
wymagać zarządzania złożonymi procesami,
rozwiązywania problemów i samoorganizacji.
Może to się na przykład wiązać z wykorzystywaniem robotów do wykonywania prac manualnych lub z wdrożeniem tzw. rzeczywistości
rozszerzonej (augmented reality), czyli systemu
łączącego świat rzeczywisty ze światem generowanym komputerowo, dostarczającego właściwe informacje we właściwym czasie.
W warunkach rzeczywistości rozszerzonej okulary kontekstowe (context-sensitive glasses)
i wizualizacja 3D mogą pomóc pracownikom
w realizacji powierzonych im zadań bez potrzeby przeprowadzania długich szkoleń. Podczas
konserwacji i naprawy maszyny mogą wyświetlać technikom wizualne instrukcje i dane
historyczne. Inżynierowie mogą mieć zapewniony łatwy dostęp do dużych ilości danych na
swoich urządzeniach mobilnych i natychmiast
identyfikować słabe punkty maszyny. Te i inne
technologie pozwolą także starszym, doświadczonym pracownikom ściśle współpracować
z młodszym pokoleniem, lepiej zorientowanym
w kwestiach technicznych.
W każdym z tych scenariuszy technologia zapewnia elastyczność. Pracownicy będą kierowani tam, gdzie potrzebna jest pomoc. Wiąże
się to ze stawianiem pracownikom wyższych
wymagań w zakresie zarządzania złożonymi
procesami, rozwiązywania problemów i samoorganizacji. Specyfika pracy ulegnie zmianie.
Podstawy technologiczne
dostępne są już dziś
Przedstawione powyżej scenariusze ewolucji
modeli powiązań i zależności umożliwiających
produkcję i dystrybucję usług bazują na dwóch
technologiach które dostępne są już dzisiaj.
Są to systemy cyberfizyczne, które pomagają
w integracji świata rzeczywistego z cyfrowym
oraz oprogramowanie integrujące dane przeznaczone do wykorzystania w ramach cyklu
życia produktów, czyli systemy PLM.
W skład systemów cyberfizycznych wchodzą wszelkiego typu elementy, urządzenia
i maszyny, które stają się inteligentne i interaktywne dzięki oprogramowaniu wbudowanemu i mechanizmom łączności. Za pomocą
czujników i elementów aktywnych systemy
te mierzą i kontrolują świat fizyczny, aby
usprawnić integrację procesów zarządzania
z procesami produkcyjnymi. Systemy cyberfizyczne gromadzą, przechowują i analizują
dane z czujników z wykorzystaniem lokalnej warstwy merytorycznej. Łączą warstwę
merytoryczną z możliwościami komunikacji
lokalnej i globalnej, aby udostępniać dane
i usługi oraz z nich korzystać. W przyszłości
maszyny staną się autonomicznymi usługodawcami, przekształcając się we współpracowników na hali produkcyjnej.
Oprogramowanie integruje zaś informacje ze
wszystkich poziomów – w tym z procesów,
cykli życia produktów i zasobów – oraz koordynuje procesy. Pełne wykorzystanie możliwości oferowanych przez czwartą rewolucję
przemysłową wymaga integracji systemów
cyberfizycznych z oprogramowaniem, w tym
oprogramowaniem biznesowym.
Tego typu oprogramowanie istnieje już dzisiaj
i zaczyna ono spełniać założenia Industry 4.0.
Są to różnego rodzaju systemy IT wiążące ze
sobą dotychczas rozproszone oprogramowanie takie jak ERP, CAD, PLM czy systemy Business Inteligence oraz systemy wspomagania produkcją. W wypadku firmy SAP jest to
zespół współpracujących ze sobą aplikacji takich jak SAP OEE Management, który ma na
celu udostępniać analizy produkcyjne w skali
całego przedsiębiorstwa, zestawiające urzą-
dzenia i zapewniające wydajność w różnych
lokalizacjach. Dalszym elementem systemu
są synchronizowane wersje aplikacji SAP Manufacturing Execution, SAP Manufacturing Integration and Intelligence (SAP MII) oraz SAP
Plant Connectivity, które umożliwią efektywną
realizację produkcji i zapewnią przejrzystość
operacji produkcyjnych.
W warstwie biznesowej wymienić należy aplikacje zarządcze, które wpływają bezpośrednio na poprawę jakości procesów produkcji.
Są to SAP Quality Issue Management (SAP
QIM), która ma uzupełniać funkcje do zarządzania jakością dostępne w pakiecie SAP
Business Suite przez zarządzanie problemami jakościowymi w całym łańcuchu tworzenia wartości oraz, co ważne jest w wypadku Industry 4.0, mobilna aplikacja SAP ERP
Quality Issue, która pozwala pracownikom
zapisywać problemy jakościowe w dzienniku
za pomocą urządzeń mobilnych, aby generować zawiadomienia dotyczące jakości i monitorować proces rozwiązywania problemów,
mobilna aplikacja SAP Complex Manufacturing Accelerator, która pomaga zwiększyć
efektywność całego procesu produkcji ¬– od
identyfikacji po rozwiązanie problemu.
Z kolei rozwiązania SAP Multiresource
Scheduling pozwala w szybki sposób wdrożyć zaawansowane rozwiązania do planowania wykorzystania zasobów, które pomaga
firmom sprawnie przetwarzać zgłoszenia
serwisowe z poziomu jednego, graficznego
narzędzia do planowania. SAP Asset Data
Quality pozwala zaś klientom oceniać,
sprawdzać i stale monitorować jakość ich
głównych danych dotyczących urządzeń,
a SAP Condition-Based Maintenance pozwala na sprawne wdrożenie w określonej
cenie i stałym zakresie, dzięki czemu klienci
mogą szybko rozpocząć optymalizację swojej strategii serwisowej.
Wszystkie te rozwiązania programowe tworzą spójną warstwę technologii związanych
z Industry 4.0, które pomogą producentom
dostosować ich modele biznesowe, platformy technologiczne i rozwiązania informatyczne do coraz większych oczekiwań
klientów oraz przygotować się na nadejście
nowej rewolucji przemysłowej.

dostarczonych przez firmę SAP;
http://global.sap.com/poland/index.epx
55
Browar Paulaner został założony 24 lutego 1634 r. w Monachium. Obecnie, Paulaner produkuje ok. 2,4 miliona beczek lub prawie 280 milionów litrów piwa rocznie. Jest jednym z sześciu browarów dostarczających piwo na organizowany od 1810 r. festiwal Oktoberfest.
Tecnomatix
Plant
Simulation
umożliwia efektywną rozbudowę
działalności browaru Paulaner
P
lant Simulation to oprogramowanie opracowane przez firmę Siemens PLM Software, które przeznaczone jest
do modelowania, symulacji, analizy, wizualizacji i optymalizacji systemów oraz procesów produkcyjnych,
przepływu materiałów i operacji logistycznych. Oprogramowanie to wdrożone zostało w znanym również bardzo
dobrze w Polsce monachijskim browarze Paulaner.
56
Obecnie eksperci używają różnych terminów
do opisania Jest wiele czynników, które należy
wziąć pod uwagę przy projektowaniu nowego
browaru. Są to m.in. popyt sezonowy, obrót,
elastyczność we wprowadzaniu na rynek nowych produktów, wielkość oferty, jakość oraz
świeżość piwa. Efektywne zarządzanie tymi
wszystkimi czynnikami wymaga zastosowania
wysoce zautomatyzowanych i zaawansowanych technologii oraz drogiego wyposażenia.
Dlatego też należy upewnić się, że planowane
procesy technologiczne sprostają obecnym
i przyszłym wymogom.
Powyższe problemy pozwala rozwiązać narzędzie, które pozwala na przeprowadzenie
symulacji procesów technologicznych. Dzięki
niemu w pełni zwalidowane i sprawdzone procesy będzie można wdrożyć „za pierwszym
razem”. Przy pomocy symulacji właściciel browaru może wybrać najbardziej ekonomiczne
i rozwojowe rozwiązania technologiczne i organizacyjne. Porównując różne scenariusze
można wybrać optymalne rozwiązanie biorąc
pod uwagę wydajność, elastyczność produkcji i koszty. Korzystając z symulacji można
w prosty sposób zidentyfikować wąskie gardła przy produkcji oraz zaplanować najlepszą
strategię produkcji w celu osiągnięcia zysku
i zaspokojenia potrzeb klientów.
W skomplikowanych systemach z wieloma zależnymi od siebie parametrami, jak ma to miejsce w zakładach produkcji piwa, bardzo trudne jest „ręczne” oszacowanie przyszłej wydajności układu. Optymalizacja
systemów i procesó
Rozbudowa istniejącego zakładu produkcyjnego Paulanera, z powodu braku miejsca i wydajność istniejących połączeń transportowych
o zbyt małej wydajności do obsłużenia zwiększonych ilości produktu była niemożliwa. Aby
kontynuować rozwój, Paulaner rozpoczął prace planistyczne nad zlokalizowaniem nowego
browaru na obrzeżach Monachium.
W celu ułatwienia budowy nowego browaru,
firma iSILOG zajmująca się usługami symulacyjnymi, dostarczyła rozwiązanie przeznaczone
dla przemysłu piwowarskiego, wykorzystujące
aplikację Plant Simulation wchodzącą w skład
rodziny programów z serii Tecnomatix Siemens
PLM. Dopasowane do potrzeb firmy Paulaner
oprogramowanie obejmuje obiekty specyficzne dla przemysłu piwowarskiego takie jak, jak
np. warzelnia, kadzie fermentacyjne, filtry, tanki
pośredniczące (BBT), linie napełniania i składowanie. Użycie tych obiektów ułatwia analizę procesu produkcyjnego i dokonanie oceny
różnych strategii planowania oraz scenariuszy.
wielkości partii, planowania i kontroli produkcji aby sprostać popytowi konsumenckiemu.
Istnieje tez możliwość określenia najlepszego
sposobu harmonizacji popytu konsumenckiego
z dostawami surowców, wielkości partii oraz linii
pakowania. oraz zrozumienie efektywności. 
dostarczonych przez Siemens PLM Software
Ocena wydajności
Dane wejściowe modelu symulacji definiowane są w arkuszu kalkulacyjnym. Podzielone na
różne rejestry, dostępne są wejścia dla popytu
konsumenckiego oraz właściwości poszczególnych etapów procesu (warzelnia, fermentacja, filtracja, BBT, napełnianie, magazyn).
Korzystając z dodatkowych rejestrów można
określić pojemności kadzi (liczba, rozmiar), dostępność linii napełniania oraz harmonogramy
zmianowe dla różnych etapów procesu.
Inżynierowie produkcji i piwowarzy odpowiedzialni za wytwarzanie piwa w browarze Paulaner mogą korzystać z tej aplikacji bez szczegółowej znajomości zasad tworzenia modelu
symulacji; wymagane jest jedynie zdefiniowanie
danych wejściowych w arkuszach kalkulacyjnych. Po zaimportowaniu danych do programu
Plant Simulation, składowe modelu są generowane i konfigurowane automatycznie w zależności of rodzaju danych wejściowych. Dzięki
temu, możliwe jest skuteczne przeanalizowanie
wielu różnych scenariuszy produkcji w krótkim
czasie. W programie dostępnych jest wiele kluczowych wskaźników sprawności, pozwalających ocenić wydajność browaru.
Foto 1: Oprogramowanie Tecnomatix Plant Simulation
to aplikacja pozwalająca na symulację i optymalizację
systemów produkcyjnych oraz procesów. Na ilustracji
przykład optymalizacji linii montażu samochodów.
[źródło: Siemens PLM Software]
Foto 2: Przystosowana przez firmę iSILOG na potrzeby
browarów Paulaner aplikacja Tecnomatix Plant
Simulation. [źródło: Siemens PLM Software]
Kontrola parametrów
Celem spółki Paulaner było dalsze podnoszenie
kluczowych wskaźników sprawności, w tym
wymogów dotyczących ciepła, zużycia energii,
zużycia wody i strat ekstraktu oraz upewnienie
się, że procesy, przepływ pracy oraz wydajność
są zbilansowane i zoptymalizowane.
Dzięki oprogramowaniu Plant Simulation firma
Paulaner ma możliwość w pełni kontrolować
parametry produkcji w tym określać możliwość
powstawania zatorów, znajdować optymalne
strategie w zakresie czyszczenia, przełączeń,
Foto 3: Tecnomatix Plant Simulation w
zastosowaniach dla przemysłu spożywczego.
[źródło: Siemens PLM Software]
57
Foto: Fotolia
PROJEKTOWANIE
FORM
WTRYSKOWYCH
W NX MOLD WIZARD
– NARZĘDZIA DO ANALIZY TECHNOLOGICZNEJ WYROBU
O
programowanie Siemens NX, znane też pod wcześniejszą nazwą Unigraphics, to zintegrowany system do projektowania produktów, analiz
inżynierskich i produkcji, które składa się z szeregu modułów funkcjonalnych umożliwiających indywidualną konfigurację systemu dostosowaną
do profilu działalności firmy. Jednym z takich modułów wykorzystywanym
do projektowania form wtryskowych jest rozwijany już od kilkunastu lat
moduł NX Mold Wizard. Co ciekawe, każde nowe usprawnienia i nowe polecenia, jakie zawiera ten moduł, są zawsze wprowadzane jako odpowiedź
na „zapotrzebowanie” ze strony konstruktorów zajmujących się formami.
NX Mold Wizard jest specjalistycznym modułem do projektowania form. Mogą to być
zarówno formy odlewnicze, wtryskowe, formy do szkła lub też innego rodzaju formy
wykorzystywane w przemyśle. Narzędzia
znajdujące się w pakiecie pozwalają na
przyspieszenie prac konstrukcyjnych nad
projektowaną formą i zweryfikowanie gotowego narzędzia. Co ważne z punktu widzenia użytkownika, w module NX Mold Wizard
wprowadzono szereg specjalistycznych poleceń związanych ściśle z projektowaniem
części formujących, wstawianiem części
znormalizowanych oraz zarządzaniem nimi.
58
Oczywiście na rynku obecnych jest wiele
programów pomagających w przyspieszeniu prac projektowych nad oprzyrządowaniem wykorzystywanym w produkcji takim
jak różnego rodzaju formy. Niemniej, w wielu przypadkach ich producenci skupiają się
niemal wyłącznie na przyspieszeniu samego procesu konstrukcji formy, natomiast
nie przywiązują większej wagi do analizy
wyrobu, który będzie powstawał na zaprojektowanej formie.
Zupełnie inne podejście reprezentuje moduł
NX Mold Wizard. Jest on rozbudowywany
o nowe narzędzia ułatwiające, już na etapie
koncepcji formy wtryskowej, wykrywanie
zagrożeń występujących w samym procesie wtrysku lub w procesie wytwarzania
gniazd formujących. Każdy błąd dotyczący
wyroby, wykryty jeszcze przed rozpoczęciem konstrukcji, pozwala za szybszą reakcję konstruktora, i co za tym idzie, uniknięcie zbędnych zmian na gotowej formie.
Jak wiadomo, wprowadzanie zmiany już na
gotowym narzędziu często podraża koszty
przygotowania formy nawet o 50 procent od
zakładanej ceny wyjściowej.
Narzędzia wspomagające
analizę wyrobu
NX Mold Wizard wyposażony został w przemyślaną strukturę pasków prowadzącą użytkownika krok po kroku przez etap projektowania
formy. Na pasku analizy dostępne są niezbędne narzędzia umożliwiające przeprowadzenie
wszystkich analiz, potrzebnych do sprawdzenia poprawności wyrobu i zaplanowania
miejsc, w których trzeba będzie wykonać
suwaki, wkładki skośne itd. Ten etap, także
może posłużyć do wstępnej analizy kosztów
opracowywanego narzędzia. Na pasku analizy
dostępne są następujące narzędzia:
• Mold Design Validation – analiza technologiczności (pochylenia, tolerancje, przeciw
kąty itd.).
• Check Regions – analiza regionów (powierzchni, które mają być przypisane do
stempla, suwaków, matrycy itd.).
• Check Wall Thickness – analiza grubości
detalu.
• Run Flow Analysis – analiza wtrysku (definiowanie punktu wtrysku i parametrów.
• Display Flow Analysis – wyświetlenie wyników analizy wtrysku.
Analiza technologiczności
Pierwsze narzędzie na pasku analizy wykorzystuje zaawansowaną technologię HD3D
przeznaczoną do raportowania i graficznego
wyświetlenia informacji w oknie z modelem. Polecenie to, oprócz sprawdzenia samego modelu, pozwala także na weryfikację poprawności
podziału, elektrod, kieszeni w płytach itd.
W pierwszej kolejności konstruktor sprawdza zakres kątów na wyrobie. W przypadku powierzchni, na której będzie wykonana faktura operacja ta pozwala wychwycić
W pierwszej kolejności konstruktor sprawdza zakres kątów na wyrobie. W przypadku powierzchni, na której będzie wykonana faktura operacja ta pozwala wychwycić każdą ściankę niespełniającą zdefi niowanego zakresu.
każdą ściankę niespełniającą zdefiniowanego zakresu. Oczywiście oprócz analizy
z wykorzystaniem narzędzi HD3D jest również dostępna analiza zbieżności, wyświetlona w tradycyjny sposób.
Analiza z wykorzystaniem narzędzi HD3D jest
o tyle lepsza, że precyzyjnie pokaże użytkownikowi, które ścianki nie spełniają stawianych
im wymogów. Przy dużych, bardzo skomplikowanych wyrobach bez trudu podświetlone
zostaną ścianki o błędnym kącie lub ścianki,
które należy podzielić w celu uzyskania poprawnej linii podziału.
Analiza regionów
Podczas analizy regionów użytkownik definiuje główny kierunek formowania detalu. Na
jego podstawie są zliczane ścianki o kątach
dodatnich, ujemnych i zerowych. Dodatkowo konstruktor ma możliwość nadania kąta
granicznego, dzięki któremu zostaną wyświetlone ścianki o innych kolorach, powyżej i poniżej tego zakresu. Na ilustracji 5 widoczna
jest analiza detalu wraz z oknem dialogowym
umożliwiającym odczytanie liczby ścianek
w poszczególnych zakresach kątowych. Na
podstawie różnicy kolorów w dalszym etapie
projektowana program wykryje linię podziału.
W przypadku gdy wymagane jest podzielenie ścianek w celu uzyskani linii podziałowej,
polecenie zostało wzbogacone o takie możliwości. Pozwala ono wygenerować krzywą
izoklinę w miejscu przejścia ścianki z kąta
dodatniego w ujemny. Polecenie to umożliwia dodatkowo uzyskać informacje o wielkości detalu (jego gabarytach), powierzchni,
ostrych krawędzi itp.
Analiza grubości
Po przeprowadzeniu poprzednich analiz i zatwierdzeniu detalu pod względem kształtów zewnętrznych, niezbędne jest zbadanie grubości
modelu. Polecenie Analiza grubości pozwala
wstępie oszacować średnią grubość ścianki.
W dalszym kroku analizy, program umożliwia wykrycie miejsc o nadmiernej grubości,
w których może występować zjawisko wciągu
(zapadnięcia ścianki). Wciągi są niedopuszczalne w przypadku wyprasek o powierzchni
błyszczącej. Ponadto narzędzie to pozwala na
wykrycie pocienień ścianki, które w skrajnych
przypadkach nie zostaną wypełnione.
lu, lub wykonać kilka analiz i zestawić je ze sobą
w celu porównania. Wszystkie analizy są zapisywane w folderze, w którym znajduje się plik
źródłowy (.prt). Dostępne są różne analizy, od
wypełnienia gniazda formującego przez rozkład
temperatur, aż po wykrywanie linii łączenia. 
Marcin Antosiewicz
Autor artykułu jest pracownikiem segmentu
technicznego w firmie CAMdivision;
www.camdivision.pl
Foto 1: Analiza kątowa z wykorzystaniem
narzędzi HD3D.
Foto 2: Przykładowa analiza rozkładu temperatur.
Analiza wtrysku i dynamiczne
wyświetlenie wyników
Ostatnim etapem sprawdzania detalu jest
analiza wtrysku. Operacja ta pozwala na
ustalenie optymalnego miejsca (lub kilku
miejsc) wtrysku. Narzędzie to ma znacznie
uproszczony interfejs, który jest przyjazny
dla użytkownika. Definiowanie miejsca wtrysku i wyświetlenie wyników odbywa się bezpośrednio w środowisku NX.
Po określeniu miejsca wtrysku program otwiera
okno programu Moldex w celu wprowadzenia
parametrów procesu. W każdej chwili można
powtórzyć analizę w przypadku zmiany mode-
Foto 3: Czas chłodzenia z naniesionymi miejscami
z zamkniętym powietrzem.
59
Foto: Fotolia
TOPSOLID WOOD
KOMPLEKSOWE OPROGRAMOWANIE DLA MEBLARSTWA
P
rogram TopSolid Wood jest zintegrowanym system CAD/CAM przeznaczonym dla przemysłu meblarskiego. Aplikacja pozwala na projektowanie, wizualizację, wycenę, generowanie dokumentacji montażowej i produkcyjnej, sterowanie maszynami numerycznymi CNC oraz na tzw. nesting
czyli automatyczne pogrupowanie i rozmieszczenie na płaskiej powierzchni
elementów przeznaczonych do obróbki. Elastyczność oprogramowania
pozwala zaś modelować parametrycznie dowolne kształty i konstrukcje.
Szybkie tworzenie kształtów jest możliwe ze szkicu, z wolnych formatek
i elementów bibliotecznych.
TopSolid Wood sprawdza się w szybkim
przygotowaniu dokumentacji 2D i propozycji
wzornictwa. Oprogramowanie wykorzystuje
wcześniej utworzone szablony. Na oprogramowaniu TopSolid Wood można również
przygotować dokumentację do zleceń dla
podwykonawców. Ponadto przy szacowaniu
kosztów łatwo da się sprawdzić sumaryczną powierzchnię w metrach kwadratowych
i objętość materiału w metrach sześciennych, co przyspiesza wycenę.
TopSolid Wood pozwala również na definiowanie elementów wielowarstwowych (płyta okleiny,
60
forniry, obrzeża) oraz automatyczne okuwanie
i podążające za tym operacje technologiczne
w formatkach. Pozwala na zautomatyzowane
generowanie wyceny listy części i listy rozkroju.
Przygotowanie programów na centrum obróbcze CNC dla dowolnie skomplikowanej część
jest realizowana poprzez moduł TopSolid Wood
CAM, który jest integralną częścią oprogramowania TopSolid Wood. Wśród firmy, które
w swojej ofercie mają meble nietypowe i jednocześnie korzystają z oprogramowania TopSolid
Wood wymienić można chociażby Lis-Meble
czy Firma Meblowa Nawrocki.
Produkcja seryjna
Projektowa funkcjonalność TopSolid Wood
to połączenie swobody modelowania inżynierskiego oprogramowania CAD oraz
i szybkości konfiguratora (generatora mebli
skrzyniowych). TopSolid Wood pozwala na
stworzenie dokładnej dokumentacji produkcyjnej i montażowej. Zawiera wykazy okuć
i zapotrzebowania materiałowego. Zaprojektowany mebel lub zestaw mebli można
w łatwy sposób renderować. Zarządzanie
projektami w zakresie wersjonowania modeli, dokumentacji i programów obróbczych
przypisywania poziomu praw dostępu do
projektów jest zarządzane poprzez wewnętrzny moduł PDM.
Dzięki możliwości integracji TopSolid Wood
z systemami klasy ERP możliwe jest zarządzanie potokiem produkcyjnym i udostępnianiem dokumentacji w formie elektronicznej.
Wśród grupy producentów z branży meblarskiej wykorzystujących pakiet TopSolid Wood
ze względu na możliwość wykorzystania go
wyglądu zewnętrznego). Ponadto aplikacja
wykonuje analizę kinetyki zespołów, a dokładniej, analizę ruchu mechanizmów oraz
wykrywa ewentualne kolizje podzespołów
mebla. Producenci mebli tapicerowanych,
którzy korzystają z TopSolid Wood to między
innymi Gala Collezione oraz Etap Sofa.
Integracja ze
sklepami Internetowymi
Foto 1: Przykład mebli zaprojektowanych
w programie TopSolid Wood.
do projektowania produkcji seryjnej wymienić
można Grupę Szynaka, Grupę Klose oraz firmy Meble Vox i Fabrykę Mebli Stolpłyt.
Meble tapicerowane
TopSolid Wood może być również wykorzystywany do tworzenia konstrukcji szkieletowych mebli tapicerowanych i dokumentacji dotyczącej pianek wykorzystywanych
w produkcji tapicerki tychże mebli. Program
może być również zastosowany przy projektowaniu płaszczyzn i podczas modelowania
wyrobów gotowych. Szeroka baza okuć dostępną w programie jest dla producentów
mebli miękkich dużym udogodnieniem.
Oprogramowanie TopSolid Wood zapewnia
cały szereg funkcji dedykowanych dla branży mebli tapicerowanych. Projekt jest w pełni
asocjatywny (każda zmiana w modelu 3D
powoduje automatyczną zmianę w dokumentacji 2D oraz programów na CNC). Dodatkowo TopSolid Wood daje możliwość
projektowania od dołu w górę (od stelaży do
Wiele firm decyduje się na stworzenie sklepu internetowego i chce dać klientowi coś
więcej niż samą listę wyrobów. Coraz bardziej popularna staje się funkcja pozwalająca
klientowi w dowolny sposób konfigurować
wybrany produkt. Wymaga ona jednak przejęcia danych jakie wprowadzi klient podczas
konfigurowania danego mebla i przełożenie
tych danych na informacje potrzebne do
jego wyprodukowania . Po stronie fabryki
potrzebny jest zatem system, który zamieni
grafikę ze strony na projekt technologiczny
– zakład produkcyjny wytwarzający meble
potrzebuje listy do rozkroju, dokumentację
mebla oraz programy dla maszyn CNC.
Przygotowany przez klienta na stronie WWW
projekt zostaje przesłany do TopSolid Wood,
gdzie automatycznie powstaje technologiczna konstrukcja. W aplikacji mebel zostaje
rozbity na listę części, dokumentację 2D
oraz listę rozkroju. Zostają też wygenerowane programy na maszyny CNC.
skomplikowanych elementach, np. poręczach. Pozwala na szybkie i płynne wykończenie złożonych krawędzi w jednej operacji.
Nawet użycie obróbki 5-osiowej na prostych
kształtach znacznie poprawia szybkość obróbki przez możliwość zastosowania narzędzi pozwalających na szybszą pracę.
Zastosowanie obróbki 5-osiowej nawet dla prostych kształtów pozwala na wykonanie części
z jednego zamocowania. Dzięki obrotowym
osiom, maszyna może wykonać operacje na
praktycznie każdej dostępnej powierzchni

Artykuł powstał na bazie informacji
dostarczonych przez firmę TopSolution;
www.tsintegracje.pl
Foto 2: Poręcz wykonywana frezem kształtowym.
[źródło: TopSolution]
Sterowanie maszyn CNC
TopSolid Wood pozwala na pełne wykorzystanie możliwości maszyn 5-osiowych wykorzystywanych w produkcji mebli. Dzięki takiej
obróbce możliwe jest szybkie i dokładne wykonanie wymagających powierzchni, takich
jak zagłębienia o pochylonych i stromych
ścianach, podcięcia, frezowania kształtowe
na giętych ścianach, przycięcia wynikające
ze współdziałających elementów.
Obróbka 5-osiowa pozwala na wykończenie
trudno dostępnych obszarów bez narażania
się na kolizję wrzeciona z elementami obrabianymi, zastosowanie krótszych i przez to
sztywniejszych narzędzi oraz użycie innych
typów narzędzi – frezy proste lub profilowe
zamiast wierszowania frezem kulowym. Obróbka taka ma szerokie zastosowanie przy
produkcji giętych mebli i schodów. Pozwala nam na uzyskanie płynnych kształtów na
Foto 3: Obróbka wykończenia krzesła giętego.
Foto 4: Obróbka nogi stołu na maszynie 5-osiowej.
61
Foto: Fotolia
INTERAKTYWNE
PROGRAMOWANIE MASZYN
CNC
Z POZIOMU SYSTEMU CAD/CAM
T
worzenie programów sterujących NC w systemach CAD/CAM polega
na bezpośrednim wykorzystaniu danych z aplikacji CAD do przygotowania takiego programu sterującego. Przejmowanie danych z systemu
CAD może odbywać się bezpośrednio w aplikacji CAD/CAM lub poprzez
pośredniczący program bądź moduł nazywany procesorem.
Początki systemów CAD/CAM datuje się na
lata 60. XX wieku, przy czym wbrew powszechnym wyobrażeniom najpierw powstał pierwszy system CAM (system „PRONTO”, 1957r.
dr P.J.Hanratty) a dopiero później system CAD
(system „Sketchpad”, 1963r., I.Sutherland).
Rozwój technologii informatycznych wpłynął na
dynamiczny rozwój technologii komputerowego
wspomagania projektowania i wytwarzania. Coraz bardziej popularne stawały się zintegrowane
systemy CAD/CAM, w których stawiano na efektywność działania oraz możliwość adaptacji do
wymagań konkretnych zadań produkcyjnych.
62
Programowanie interaktywne
w zintegrowanym systemie
CAD/CAM
Funkcjonalność systemu CAD w dużej mierze zależy od geometrycznego jądra programistycznego, na którym jest oparty. Ważnym
elementem jest w tym przypadku zarówno
otwartość na inne systemy, przejawiająca się
możliwością wymiany danych, jak również
interoperacyjność, oznaczająca możliwość
współdziałania różnych odrębnych funkcji
i technik modelowania na rzecz osiągnięcia
założonych celów projektowych. Dodatkowo
niewątpliwą zaletą jest możliwość rozszerzenia funkcjonalności przy pomocy CAD CPL
(CAD Programming Language) lub API (Application Programming Interface).
System ZW3D CAD/CAM oparty jest na własnym jądrze programistycznym Overdrive, co
umożliwia dużą elastyczność modelowania
3D CAD oraz szybkość wprowadzania zmian
i reakcji na zmieniające się potrzeby rynku.
Za pomocą tych samych funkcji można jednocześnie pracować na bryłach, powierzchniach i geometrii krawędziowej. Bezpośrednia
edycja zapewnia komfortową pracę z modelami importowanymi z innych systemów CAD,
tak jak by były zaprojektowane w rodzimym
środowisku. Rozbudowane funkcje API pozwalają zarówno na pisanie dodatkowych
aplikacji w języku C++ lub też darmowym QT.
Oprócz zintegrowanej biblioteki PartSolutions, użytkownik może budować własne
biblioteki części. Zintegrowane biblioteki (części, operacji, czy też całych projektów) przyspieszają pracę na poziomie CAD (zwiększają
funkcjonalność) i pozwalają na automatyzację
pewnych czynności.
Interaktywność zintegrowanego systemu CAD/
CAM przejawia się również w tzw. asocjatywności, czyli bezpośrednim połączeniu i zależności między różnymi środowiskami: modelowaniem 3D, dokumentacją 2D i technologią CAM.
Ścieżka narzędzia CAM
Na bazie modelu CAD (szkicu 2D lub modelu
3D) powstaje ścieżka narzędzia CAM, uzależniona w dużym stopniu od wybranej technologii oraz możliwości techniczno-ruchowych
maszyny. Sposób interpretacji danych przez
system CAM jest zapisany w pliku preprocesora, definiującego charakterystyczne zachowania oraz sekwencje czynności i dostępne
dla użytkownika zmienne (np. stałych cykli
maszynowych). W ZW3D preprocesor ma
postać pliku tekstowego z jasno opisanymi
funkcjami i zmiennymi. Dla przykładu na fot.1
wyróżniono początki definicji interpolacji kołowej, wymiany narzędzia oraz cykli wiertarskich - to użytkownik może zdecydować, ilu
i jakich zmiennych potrzebuje w systemie.
Na bazie modelu CAD oraz definicji preprocesora i funkcjonalności systemu CAM powstaje
ścieżka narzędzia. Interaktywne programowanie maszyn CNC charakteryzuje się tym, że:
• Program powstaje zgodnie z pewnymi po-
wykrywanie i obróbka otworów);
•
Na bazie pliku
CL są generowane
raporty (dokumentacja
technologiczna), opisujące
sposób bazowania
i obróbki, czasy
i parametry obróbki oraz zawierające
informacje o narzędziu;
W charakte•
rystycznych miejFoto 1: Preprocesor w ZW3D CAD/CAM. [źródło: 3D Master]
scach programu
użytkownik może włączyć specjalne funkcje
czątkowymi wyznacznikami, jednak niezai polecenia, które będą właściwie interpreleżnie od rodzaju maszyny CNC i układu
towane przez układ sterowania maszyny.
sterowania. Dla przykładu, jeżeli kontroloW ZW3D CAD/CAM funkcjonalność ta jest
wana jest styczność narzędzia, ustawienia
realizowana przez komendy CL użytkownika
narzędzia względem powierzchni obrabianej i jego tor ruchu będzie wyglądał tak
samo dla 5-osiowego centrum frezarskiego ze stołem uchylno-obrotowym, dwoma osiami obrotowymi w głowicy, czy też
6-osiowego robota frezującego na torze
jezdnym (Foto 2);
• W programie zaszyte są informacje o prędkościach obrotowych i posuwach, przerwach czasowych oraz czynnościach
pomocniczych. W zaawansowanych systemach, takich jak ZW3D CAD/CAM, możliwe jest definiowanie szablonów obróbkowych i bazy technologii oraz automatyczny
dobór parametrów w zależności od założonych kryteriów (rodzaju materiału obrabianego, narzędzia, typu i rodzaju obróbki);
• Praca użytkownika jest wspomagana przez
automatyczne strategie obróbkowe z domyślnymi (bezpiecznymi) parametrami, automatyczne rozpoznawanie cech obróbkowych oraz tzw. taktyki (np. automatyczne
• Efektem końcowym definicji procesu
jest plik w formacie neutralnym (zwany
CL DATA – Cutter Location Data – patrz:
Foto 2), który dopiero przez postprocesor jest „dopasowywany” (tłumaczony) do
konkretnego języka maszyny (G-kody ISO,
standard Heidenhain lub APT - Automatically Programmed Tool)
Jeśli zamówienie jest w trakcie realizacji, przygotowany plik CL-DATA czeka na
zwolnienie stanowiska (planowane lub rzeczywiste, monitorowane za pomocą systemu DNC) i jeszcze przed zakończeniem
poprzedniego zadania jest przekształcany
i dopasowywany do konkretnego układu
sterowania, pod konkretną maszynę – inaczej wygląda program sterujący na robota FANUC, a inaczej na centrum frezarskie
z tym samym rodzajem sterowania. System
DNC (np. CIMCO) umożliwia również przesłanie gotowego programu do maszyny, ale
również zarządzanie bazą programów i wersjonowanie plików oraz monitoring (otwarcia/
zamknięcia drzwi, czasu pracy danych narzędzi i całkowitego czasu obróbki, zmiany
parametrów obróbkowych itp.).
Na etapie wdrażania i uruchamiania interaktywnego systemu programowania maszyn
CNC ważne jest prawidłowa konfiguracja postprocesora – proces ten znacznie upraszcza
korzystanie z edytorów (najlepiej wbudowanych edytorów graficznych), które organizują
strukturę takiego programu tłumaczącego,
przyspieszają wprowadzanie zmian nawet
przez osoby nie znające języków programowania oraz chronią przed popełnianiem błędów.
Interaktywne programowanie maszyn CNC
pozwala na optymalne wykorzystanie parku
maszynowego i szybką reakcję na zmieniające się potrzeby rynku. System ZW3D CAD/
CAM nie tylko jest zintegrowanym środowiskiem projektowym i środowiskiem tworzenia technologii, lecz również pozwala na
silną interakcję między systemem i użytkownikiem, uwzględniając wymagania technologiczne. Należy jednak pamiętać o licznych
ograniczeniach praktycznych – na przykład:
przeniesienie wprost programu z centrum
frezarskiego na wycinarkę laserową nie jest
możliwe bez zmian w programie sterującym.
Mając jednak parametryczny model i asocjatywny system CAM szybko można wnieść do
programu modyfikacje i dopasować ścieżki
narzędzia oraz strukturę programu NC.

Rafał Wypysiński
Autor artykułu jest pracownikiem
firmy 3D Master;
www.3dmaster.com.pl
Foto 2: Symulacja maszynowa na bazie pliku CL dla robota przemysłowego
i 5-osiowego centrum frezarskiego. [źródło: 3D Master]
63
LATAJĄCE
ROBOTY
ZAPROJEKTOWANE W SOLIDWORKS – CASE STUDY
P
rojektanci firmy RoboKopter od marca 2012 r. projektują bezzałogowe jednostki latające korzystając z oprogramowania SolidWorks Premium oraz
Simulation. Pomoc we wdrożeniu i wsparcie techniczne dla tego oprogramowania zapewniła firma CNS Solutions. Co sprawiło, że projektanci z RoboKopter
wybrali właśnie oprogramowanie SolidWorks firmy Dassault Systèmes.
Warszawska firma RoboKopter produkuje
zdalnie sterowane platformy latające przeznaczone głównie do robienia zdjęć oraz nagrywania filmów z powietrza. Firma powstała
z połączenia doświadczenia w konstruowaniu
maszyn bezzałogowych, pasji latania oraz
umiejętności przenoszenia nowatorskich
pomysłów na rynek. Jej unikatowe na skalę
światową produkty – wielowirnikowe platformy latające wyposażone w specjalistyczne
kamery zastępują z powodzeniem w wielu
64
wypadkach usługi związane m.in. z fotografią
lotniczą wykonywane przez samoloty i satelity.
Korzyści z wdrożenia
– Pracę nad projektem rozpoczynamy zawsze od narysowania prostej struktury produktu, aby zobrazować jego przybliżony
kształt – mówi Artur Książek Członek Zarządu RoboKopter odpowiedzialny za proces
produkcji. – W trakcie dalszych prac nad
projektem możemy na bieżąco wprowadzać
poprawki i móc spełniać oczekiwania naszych Klientów. Zanim rozpoczęliśmy pracę
z wykorzystaniem rozwiązań SolidWorks,
każdorazowo musieliśmy wysyłać skończony
projekt wraz z pełną dokumentacją do fabryki.
Dopiero po otrzymaniu pierwszego prototypu
mogliśmy sprawdzić jakich poprawek wymaga konstrukcja, aby następnie móc nanieść je
na projekt. – dodaje Artur Książek.
Inżynierowie z RoboKopter podkreślają, że
odkąd pracują z wykorzystaniem oprogramowania SolidWorks, łatwiej jest im osiągnąć
i pogodzić trzy najważniejsze parametry niezbędne przy opracowywaniu doskonałego
produktu. Pierwszym z nich jest masa, która
ma kluczowe znaczenie dla czasu pracy jednostki UAV (Unmanned Aerial Vehicle – bez-
załogowy statek latający) w powietrzu. Druga
to sztywność, która jest ważna ze względu
na stabilizację lotu i zachowanie właściwej
pozycji w trakcie pracy. Trzecią kwestią jest
zaprojektowanie kadłuba platformy RoboKopter tak, aby w jego bardzo ograniczonym
wnętrzu zmieściła się cała aparatura zasilająca kamery oraz wszystkie komponenty elektroniczne napędzające jednostkę.
– Największymi korzyściami z zakupu SolidWorks dla naszej firmy są: projektowanie
pozwalające na ograniczenie wagi produkowanych przez nas urządzeń, zwiększenie
ogólnej wydajności pracy całego zespołu
oraz wykorzystanie SolidWorks Simulation,
dzięki któremu możemy ocenić konstrukcję
opracowywanego UAV bez budowania prototypu, co pozwala na zaoszczędzenie czasu
i kosztu materiałów – podkreśla Artur Książek.
Szybsze projektowanie,
niższe koszty produkcji
Produkty RoboKopter zawierają ok. 300 elementów, a głównymi materiałami są włókno
węglowe, kevlar, nylon, tytan, poliwęglan,
ABS i aluminium. Nad jednym projektem
pracuje trzech inżynierów, a takie prace zajmują teraz ok. trzech tygodni, co oznacza
Inżynierowie z RoboKopter podkreślają, że odkąd pracują z wykorzystaniem oprogramowania SolidWorks, łatwiej jest im osiągnąć i pogodzić trzy najważniejsze parametry niezbędne przy opracowywaniu doskonałego produktu.
skrócenie czasu pracy nad jednym zleceniem aż o połowę. Czas dotarcia produktu
na rynek został skrócony o 15%, natomiast
koszty produkcji zmniejszyły się o 10%.
Koszty poprawek i przeróbek są mniejsze
o 30%. Ilość błędów projektowych zmniejszyła się aż o połowę. Praca na oprogramowaniu SolidWorks pozwoliła również znacznie zmniejszyć czas poświęcany wcześniej
na wyszukiwanie danych oraz plików. Teraz
opracowywanie projektu z wykorzystaniem
dużej grupy plików nie stwarza problemów.
Ogólne koszty produkcji
spadły o 20%.
Pierwszym
konceptem
przygotowanym z wykorzystaniem
oprogramowania
SolidWorks była zdalnie
sterowana, ośmiowirnikowa
platforma latająca. Od tamtego czasu ukończono już
prace nad dwoma kolejnymi
projektami. Jak przyznają
pracownicy firmy, zmiana
oprogramowania odbyła się
łatwo dzięki profesjonalnemu Foto 1: RoboKopter PRO TV 8 on-line. [źródło: RoboKopter]
wsparciu ze strony dostawcy
oprogramowania.
Rozwiązania SolidWorks pozwoliły również zwiększyć o ok.
40% możliwość ponownego
wykorzystania
projektów.
Od czasu zakupu nowego
oprogramowania tworzenie
kompleksowej, profesjonalnej dokumentacji technicznej
produktów stało się o wiele prostsze, co znacznie Foto 2: RoboKopter HIGH-SM 1000-SG. [źródło: RoboKopter]
usprawniło proces ubiegania
nosić różne zestawy kamer. Dzięki oprosię o certyfikaty ISO.
– W naszej pracy niezwykle ważne dla nas jest, gramowaniu SolidWorks inżynierowie dość
żeby nasz produkt był na tyle funkcjonalny, szybko uporali się z zaprojektowaniem konstrukcji o odpowiedniej sztywności umożaby mógł spełniać wiele oczekiwań rozmaitych
liwiającej łatwy montaż różnych rodzajów
klientów. – tłumaczy Artur Książek. – Odkąd
kamer (video, termowizyjnych oraz wielokorzystamy z oprogramowania SolidWorks,
jesteśmy w stanie tworzyć unikatowe i kon- spektralnych). Dzięki wykorzystaniu pakietu symulacyjnego możliwe było stworzenie
kurencyjne rozwiązania. Tworzymy projekty,
konstrukcji zarówno lekkiej, jak i odpowiedich dokumentację oraz symulacje w jednym
programie – jest to ogromna wygoda i przy- nio sztywnej. Dzięki zastosowaniu narzędzia
jemność pracy. Najważniejsze priorytety naszej do wykrywania kolizji udało się przewidzieć
znaczną większość ewentualnych problefirmy to przede wszystkim wysoka jakość promów montażowych.
duktów, technologia na najwyższym poziomie,
– Dzięki oprogramowaniu SolidWorks czas
profesjonalizm i dynamika rozwoju. SolidWorks
projektowania uległ znacznemu skróceniu.
pomaga osiągać nam te wartości jak również
Zostały również obniżone koszty związane
wyznaczać nowe cele, a dzięki temu, rozwijać
z etapem testowania prototypu. Pozwoliło to
się. – mówi Artur Książek.
na szybsze wdrożenie nowej konstrukcji do
Wyzwanie projektowe
produkcji oraz obniżenie całkowitych koszPierwszym zadaniem projektowym, które
tów projektu. – podsumowuje Artur Książek
wykonane zostało za pomocą oprogramoCzłonek Zarządu RoboKopter odpowiedzialwania SolidWorks było zaprojektowanie ny za proces produkcji.

sześciowirnikowej platformy RoboKopter
Bartosz Gardocki
do zadań geodezyjnych. Projekt polegał
Artykuł powstał na bazie
na opracowaniu konstrukcji ramy nośnej
materiałów firmy CNS Solutions;
jednostki sześciowirnikowej, mogącej przewww.cns.pl, www.3ds.com
65
Foto: Fotolia
CERTYFIKAT
– PRZEWAGA NA STARCIE
J
ak wynika z najnowszych danych Komisji Europejskiej wskaźnik bezrobocia wśród młodych Europejczyków wynosi ponad 20%. Nic więc dziwnego,
że młodzi specjaliści starają się wykorzystywać wszelkie opcje i perspektywy
rynkowe, aby zwiększyć swoje szanse na rynku pracy.
Sytuacja na europejskim rynku pracy jest
alarmująca, szczególnie wśród młodych ludzi w wieku 15-24 lata. Według szacunków
Eurostatu w 2012 roku z 57,5 mln młodych
Europejczyków tylko 18,8 mln było zatrudnionych, 5,6 mln nie miało pracy mimo podejmowanych starań, a 33 miliony były gospodarczo nieaktywne, czyli uczyło się lub
nie było zainteresowanych podjęciem pracy.
W Polsce w 2012 r. spośród 4 659 tys. osób
w wieku 15-24 lata pracowało 1 150 tys.,
415 tys. było bezrobotnych, a 3 094 tys. pozostawało poza rynkiem pracy [1].
66
Wiele europejskich krajów, np. Norwegia
wciąż boryka się z brakiem wykwalifikowanej kadry - szczególnie w branżach technicznych. Opublikowany w 2012 roku raport
Komisji Europejskiej przewiduje, że za 10 lat
Europa będzie miała 700.000 etatów technicznych, których nie będzie można obsadzić
z powodu braku specjalistów z odpowiednimi kwalifikacjami. Ostatnie doniesienia prasowe wskazują również na niemieckie firmy
działające w branży projektowej, które starają
się uzupełnić wakaty poprzez uczestnictwo
w targach pracy w Hiszpanii. Spowodowane
jest to brakiem fachowej kadry oraz stosunkowo niskim bezrobociem w ich kraju. Młodzi
ludzie muszą zatem wykazać się elastycznością i mobilnością, by pracować tam gdzie są
akurat potrzebni i zdobywać niezbędne doświadczenie zawodowe. Coraz częściej, aby
poznać specyfikę pracy, decydują się także
na bezpłatne staże.
Oczekiwania i umiejętności
Innym problemem są często duże różnice
pomiędzy sposobem nauczania w szkołach,
a tym co okazuje się niezbędne w miejscu
pracy i czego wymagają pracodawcy. Dotyczy to w szczególności takich branż jak architektura czy projektowanie, gdzie na przestrzeni ostatnich lat postęp technologiczny
i wszechobecna cyfryzacja, zmieniły stosowane podczas pracy praktyki.
Architekci, inżynierowie, projektanci mogą
teraz tworzyć wirtualne koncepcje, projekto-
Inwestycja w przyszłość
Wiele uniwersytetów i szkół współpracuje z przedstawicielami z różnych sektorów
przemysłu, starając się oferować studentem
i przyszłym pracownikom, jak najbardziej aktualną wiedzę oraz umiejętne zastosowanie
nowoczesnych narzędzi i trendów. Przykładem może być Politechnika Krakowska, która
inwestuje w rozwój i lepszy start zawodowy
swoich studentów. W 2012 roku blisko 200
studentów przystąpiło do egzaminów certyfikacyjnych Autodesk, z czego ponad połowa
uzyskała certyfikat na poziomie Professional.
Szkolenia informatyczne oraz programy certyfikacyjne coraz bardziej zyskują na znaczeniu
i stają się ważnym dodatkiem do dyplomu
z wyższej uczelni. Ważne jest, aby absolwenci korzystali z usług autoryzowanych centrów
szkoleniowych, a dzięki materiałom szkoleniowym, które w wielu przypadkach można bezpłatnie pobrać z Internetu, mogą dokonywać
oceny swoich umiejętności oraz dostosować
program szkolenia do swoich potrzeb. Szkolenia mają zwykle wymiar praktyczny i przebiegają według realnych scenariuszy, aby dać
uczestnikom możliwość zetknięcia się z wyzwaniami, jakie czekają na nich w pracy.
Dzięki szkoleniom absolwenci rozpoczynają
swoją ścieżkę zawodową ze świadomością
tego, jak najefektywniej i najskuteczniej wykorzystywać dostępne narzędzia. Z kolei dla potencjalnych pracodawców to gwarancja, że
młody pracownik został odpowiednio przeszkolony, a jego kwalifikacje są potwierdzone.
To także istotny element podczas rozmów
kwalifikacyjnych o pracę. Osoby z działów
HR, weryfikujące przyszłych pracowników,
dzięki potwierdzonym kompetencjom w postaci certyfikatów, wiedzą, że rozmawiają
z odpowiednim kandydatem i mogą go rekomendować pracodawcy.
Międzynarodowe certyfikaty, pozwalają również
na rozszerzenie pola poszukiwań pracy o rynki
zagraniczne. W wielu firmach na całym świecie
to właśnie certyfikaty stanowią większy dowód
Właściwe szkolenia oraz certyfi katy mogą stanowić dla młodych inżynierów oraz innych profesjonalistów sposób na wyróżnienie się na tle konkurencji oraz zdobycie wymarzonej pracy. posiadanych kompetencji niż uzyskany stopień
naukowy. Co ważne, sam fakt podjęcia szkolenia oraz zdobycia certyfikatu jest wyrazem wysokiego poziomu motywacji i zaangażowania
- a są to cechy, których pracodawcy poszukują
wśród kandydatów do pracy.
Pomimo niepokojących statystyk dotyczących poziomu bezrobocia wśród młodych
ludzi w Europie, to wciąż Stany Zjednoczone
dominują jeśli chodzi o korzystanie z programów certyfikacji w sektorze IT. Gwałtowny
wzrost pod tym względem odnotowują kraje
BRIC (Brazylia, Rosja, Indie, Chiny) oraz Europa Wschodnia – gdzie rynek informatyczny
w ciągu ostatnich lat gwałtownie się rozwinął.
Ubiegłoroczny Autodesk Certification Open
Day okazał się największym wydarzeniem
szkoleniowym w historii Autodesk, dostarczając blisko 7000 egzaminów.
Certyfikacja nie jest trudna
Certyfikacja Autodesk prowadzona jest na
dwóch poziomach: Certified User i Professional. Egzamin na poziomie Certified User
przeznaczony jest dla użytkowników, którzy
od niedawna stosują rozwiązania Autodesk
i chcą wykazać się podstawowymi umiejętnościami z zakresu jego obsługi. Egzamin na
tym poziomie składa się z 30 pytań wielokrotnego wyboru połączonych z oceną wyboru
najefektywniejszego rozwiązania zadania.
Egzamin trwa 50 minut.
Egzamin na poziomie Certified Professional
skierowany jest do użytkowników posiadających doświadczenie i bardziej zaawansowane
umiejętności projektowania przy wykorzystaniu
oprogramowania Autodesk. Egzamin składa się
z 35 pytań. Każde pytanie wymaga użycia programu w celu stworzenia lub zmodyfikowania
pliku danych, a następnie wpisania odpowiedzi
w polu wprowadzania. Na egzaminie pojawiają
się także pytania wielokrotnego wyboru, dopasowywania pozycji oraz wskazywania kursorem
(hotspoty). Egzamin trwa 2 godziny.

Kirstin Donoghue
Kirstin Donoghue jest Autodesk Partner
Managerem w firmie KnowledgePoint;
www.knowledgepoint.co.uk;
www.autodesk.pl
Foto 1: Autodesk Certification Open Day na Politechnice Krakowskiej w 2012 roku.
Literatura: [1] Eurostat Newsrelease 107/2013-12 July 2013 Young people in the EU. The measurement of youth unemployment – an overview of the key concepts.
wać oraz budować na ekranie, symulować
sposób zachowania się budynku i testując
jego parametry. Co więcej są w stanie oglądać modele budynków w czasie rzeczywistym
i dzielić się swoimi doświadczeniami z kolegami na całym świecie. Menedżerowie projektów mogą korzystać z narzędzi do tworzenia
harmonogramów w technologii 4D, kontrolując złożone łańcuchy dostaw i koordynując
zachodzące jednocześnie procesy robocze.
Z kolei w branży produkcyjnej, zamiast drogich modeli fizycznych buduje się obecnie
prototypy cyfrowe. Projektanci nie muszą już
wykonywać złożonych obliczeń, które niegdyś
wypełniały większą część ich zadań.
67
biznes.benchmar k .pl

w firmie - Benchmark.pl

Transkrypt

Podobne dokumenty

Przenośne urządzenia pomiarowe, oferowane przez Hexagon

solidworks - portfolio rozwiązań

KRAKDENT 10-12.03.2016, EXPO Kraków SPECJALNY DODATEK DLA TECHNIKÓW DENTYSTYCZNYCH Adammed

Pobierz czasopismo w HQ (ok. 9,1 MB)

Pobierz czasopismo w LQ (ok. 3,6 MB)