 Рис. 1. UGS полностью интегрировала в среду NX 3 мощь NX Shape Studio и богатые возможности стайлинга и обратного инжиниринга Imageware |
| David Cohn (CAD CAM Net) | Copyright 2004, Cyon Research Corporation |
Как известно, 15 сентября компания UGS официально объявила о выходе NX3, новейшей версии своей флагманской CAD/CAM-системы. Некоторое время назад мы изучили эту новую версию и выяснили, как обеспечивается интерфейс между средой NX и Teamcenter – средством управления моделями и данными (см. также статью "NX 3 – Кульминация трехлетних усилий", Observer #4/2004). Мы также узнали о новом видении разработчиками своего продукта и об инструментах, предназначенных для помощи пользователям I-deas NX Series при переходе на NX 3. На этот раз рассмотрим поглубже новации в самом NX 3, в том числе улучшения в области проектирования, в области анализа и симуляции, новые инструменты для индустриального и художественного дизайна (styling), моделирование деятельности человека, а также коснемся поддержки многофункциональной механической обработки.
Внешний вид сегодня является одним из ключевых аспектов почти для всех современных изделий, независимо от отрасли промышленности. Даже производители стиральных и сушильных машин, недалеко ушедших по форме от прямоугольного ящика, в эпоху борьбы за внимание покупателя всё больше полагаются на дизайн.
Традиционно дизайн находился вне среды CAD – для этого использовались лишь специальные пакеты типа Alias Studio Tools. Стилисты, зачастую, не могли контролировать внешний вид изделия после того, как передавали дальнейшую разработку в веденье конструкторского отдела. Но в последние годы мы видим, как многие CAD-системы обогащаются инструментами стайлинга. Эти усилия призваны обеспечить возможность управления внешним видом изделия в сквозном процессе конструирования, инженерных расчетов и производства.
В NX 3 разработчики поставили очень высокую цель – обеспечить все возможности для индустриального дизайна в среде единой CAD-системы. Для этого UGS объединила и полностью интегрировала в среду NX 3 мощь NX Shape Studio и богатые возможности стайлинга и обратного инжиниринга Imageware (рис. 1).
|
Рис. 1. UGS полностью интегрировала в среду NX 3 мощь NX Shape Studio и богатые возможности стайлинга и обратного инжиниринга Imageware |
Используя NX 3 пользователи могут выбрать такой подход к моделированию, который в наибольшей степени соответствует задаче проекта. По словам представителей UGS, непосредственно в NX 3 встроено более 90% возможностей Imageware по проектированию поверхностей, в том числе поверхностей класса А, и порядка 40% его возможностей для обратного инжиниринга. Это облегчает пользователям изучение и понимание инструментов художественного моделирования, обеспечивает более тесную интеграцию между цифровыми и физическими моделями, позволяет быстрее реагировать на изменения, а также делает возможным полную проверку проекта. Теперь проектировщик может создавать, проверять, оптимизировать, а также восстанавливать по результатам сканирования любые компоненты изделия в полностью интегрированной среде.
Конструкторы и стилисты могут работать с большими наборами данных, представляющими из себя результаты сканирования физических объектов. В NX 3 есть инструменты для быстрого объединения, фильтрации, сглаживания, прореживания и выравнивания полигональных данных, содержащих тысячи точек. Эти данные могут использоваться и при внесении изменений в первоначальный дизайн, и как базовая геометрия при проектировании.
Усовершенствования в NX 3 коснулись функций сечения и разделения фасетной модели, проецирования на нее кривых; повысилась производительность при импортировании STL-моделей, полученных из облака точек. Пользователь может сам выбрать средства для построения поверхностей: применимы инструменты для работы с кривыми, с поверхностями, а также их комбинация.
Благодаря интеграции в среде NX 3 инструментов проектирования и стайлинга, в модель могут быть внесены изменения любой сложности. Проектировщик имеет возможность управлять изменениями в любой точке процесса – от стайлинга, сквозь конструирование и симуляцию, вплоть до изготовления инструмента и производства.
Значительные изменения коснулись рендеринга в режиме реального времени. Новый NX 3 предлагает широкие возможности для того, чтобы дизайнер мог увидеть созданное им изделие в реальной обстановке. Обеспечивается прямой доступ к библиотекам материалов различных разработчиков, таких как Moltech, Corian и других, которые предлагаются при посредничестве Lightwork Design, партнера UGS в области продвинутого рендеринга (рис. 2).
 Рис. 2. Новый NX 3 предлагает широкие возможности для того, чтобы дизайнер мог увидеть задуманное изделие в реальной обстановке |
Серьезное развитие получили в NX 3 инструменты для моделирования и решения других задач CAD. В дополнение к новому пользовательскому интерфейсу и т.п., о чем уже писалось, NX 3 предлагает еще сотни усовершенствований процесса разработки изделия и формирования документации, включая чертежи и документацию для производства. Появилась новая среда для проектирования изделий из листовых материалов, более мощной стала система моделирования больших сборок.
Система NX 3, базирующаяся на ядре Parasolid, объединила лучшие возможности Unigraphics и I-deas по созданию скруглений – такие, как скругления с разными радиусами в одном конструктивном элементе или самопересекающиеся скругления. Форму конструктивного элемента легко менять, двигая специальные "ручки" с помощью мыши. Моделирование деталей упростилось благодаря таким возможностям, как повторное использование отдельных фрагментов модели и создание пользователем собственных КЭ (user-defined feature), которые могут включать несколько (или даже все) шагов проектирования.
Иллюстрацией взаимовлияния NX и CAD-системы среднего уровня, которую тоже разрабатывает UGS, может служить функциональность модуля для проектирования изделий из листовых материалов. Новые функции, первоначально созданные для Solid Edge, будут полезны для таких изделий, как скобы, шкафы и кожухи машин. Они позволяют легко создавать петли, фланцы, окантовки и сгибы на деталях из листовых материалов. Новая среда поддерживает динамические интерактивные модели NX, обеспечивая возможности прямого моделирования, благодаря которому пользователи могут включать в модель более сложные конструктивные элементы. Однако в NX всё еще недостает ряда функций, доступных в Solid Edge, таких как создание углублений и жалюзи. UGS планирует добавить эти возможности в следующей версии NX.
Значительно улучшился модуль подготовки чертежей. Это результат серьезных усилий, которые компания стала предпринимать еще несколько версий назад. Теперь пользователи могут привязать так называемую Product Manufacturing Information (PMI) в пространстве непосредственно к модели (часто PMI называют еще 3D-аннотациями). Кроме того, NX 3 разрешает задавать на модели значения точности, примечания, характеристики зубчатых колес и шпоночных пазов. Это позволяет точнее зафиксировать замысел проектировщика на единой трехмерной мастер-модели, улучшает возможности обмена информацией о проекте. За счет расширения набора 3D-видов, определяемых самим пользователем, не только уменьшается трудоемкость создания чертежей, но и повышается их информативность. В NX 3 также имеется инструмент, позволяющий зафиксировать наиболее часто используемые положения детали. Специальный навигатор дает возможность управлять этими видами.
Для повышения удобства работы с чертежами в новой версии появилась возможность предварительного просмотра сечений, что позволяет лучше размещать их на чертеже (рис. 3). Моделирование больших сборок также было улучшено, и теперь их размер ограничивается только объемом оперативной памяти.
 Рис. 3. В новой версии появилась возможность предварительного просмотра сечений, что позволяет лучше размещать их на чертеже |
Моделирование деятельности человека позволяет уже с самого начала проектирования проработать вопросы эргономичности изделий. Выявление эргономических проблем на ранних стадиях разработки помогает снизить затраты и значительно уменьшить зависимость от физических прототипов в процессе создания изделия.
В версии NX 3.0.1, которая выйдет в свет в конце 2004 или в начале 2005 года, фирменная технология UGS Jack уже будет встроена непосредственно в среду NX 3. Это даст конструктору возможность использовать виртуальные манекены прямо в процессе проектирования (рис. 4), моделируя различные аспекты взаимодействия человека с новым изделием (эксплуатация, сборка-разборка, визуальный эффект).
 Рис. 4. Возможности моделирования деятельности человека, основанные на технологии UGS Jack, будут встроены непосредственно в среду NX 3 |
Другая важная цель, которую UGS поставила перед собой – предоставить пользователю на всех этапах проектирования средства инженерного анализа, использующие продвинутые автоматизированные технологии. Система NX 3 предлагает широкий набор инструментов анализа, которые могут быть применены в соответствующих областях PLM-процесса, причем непосредственно в среде NX.
Ядром для всех приложений численного моделирования является NX Nastran. Для решения масштабных задач предназначается NX Nastran Enterprise, а NX Nastran Desktop будет интегрирован во все приложения, где он может быть нужен. Новинка в NX 3 – набор NX Nastran SDK (software development kit), который даст возможность пользователям и сторонним разработчикам еще больше расширить область применения NX Nastran.
По словам представителей UGS, интеграция инструментов симуляции в среду NX позволит конструкторам и расчетчикам работать вместе более тесно. NX 3 объединяет лучшие технологии создания конечно-элементных и топологических моделей. Интегрированная среда помогает управлять процессами CAE, последовательностью выполняемых операций и данными, а также максимизирует возможности повторного использования данных (рис. 5).
 Рис. 5. Ядром для всех приложений численного моделирования в NX служит NX Nastran. Интегрированная среда помогает управлять процессами CAE, последовательностью выполняемых операций и данными |
В NX 3 появился также новый инструмент для задания процессов симуляции под названием Simulation Process Studio. Это позволяет при помощи интуитивно-понятного графического интерфейса "записывать" часто повторяющиеся CAE-процессы. Как пояснил г-н Richard Bush, менеджер по маркетингу NX Simulation, философия UGS состоит в том, что надо не только предоставлять клиенту инструментарий для анализа, но и способствовать распространению на всем предприятии однажды выработанных рациональных методов работы (best practices), чтобы исключить напрасные потери времени.
Семейство Process Studio предоставляет пользователям широкие возможности для формализации наиболее эффективных методик и создания соответствующих мастер-процессов. Это еще более усиливает NX Digital Simulation и обеспечивает его связь с Teamcenter. Simulation Process Studio позволяет строить шаблоны процессов элементарным способом drag-and-drop. Благодаря Simulation Process Studio, опытные расчетчики смогут автоматизировать регулярно используемые в компании процессы, обеспечивая таким образом сохранение рациональных методик. Как только такие автоматизированные стандартные процессы созданы, даже пользователи, не являющиеся профессиональными расчетчиками, могут использовать их практически без специального обучения. Инструменты самодокументирования в Process Studio позволяют легко создавать инструкции для конечных пользователей и в нужный момент выводить их на экран (рис. 6).
 Рис. 6. Интуитивный графический интерфейс Simulation Process Studio позволяет фиксировать CAE-процессы и затем применять их повторно |
Цель Simulation Process Studio – повысить производительность расчетов, стандартизировать общие процедуры и управлять ими, способствовать тому, чтобы проверочные расчеты стали ключевой частью процесса проектирования. Хотя Simulation Process Studio может работать как автономное приложение, его интеграция с Teamcenter дает возможность хранить, управлять и отслеживать историю изменений процессов, обеспечивая накопление, распределение, повторное использование и управление знаниями в общей структуре PLM.
В новой версии расширились также и возможности для разработки и изготовления оснастки. Компания UGS продолжает предлагать приложения, сфокусированные на конкретных отраслях производства, такие как Mold Wizard для проектирования литьевых и пресс-форм, Progressive Die Wizard для проектирования штампов последовательного действия, а также специальные приложения для проектирования штампов кузовных деталей автомобиля. Все функции в этих приложениях были упрощены с учетом специфики проектирования инструмента, разрабатываемого и изготавливаемого в единичных экземплярах. Благодаря Teamcenter эти приложения могут быть интегрированы в единую среду и управляться из нее.
В NX 3 предлагаются решения для механической обработки, которые поддерживают несколько функций обработки на одном станке – например, комбинацию 2ё5-осевого фрезерования, 4-осевого точения и сверления при помощи револьверных и фрезерных головок. Новый Synchronization Manager позволяет динамически отображать каждую функцию обработки в виде отдельной полоски на графике. Пользователь может автоматизировать этот процесс за счет применения предустановленных шаблонов, которые описывают все типовые методы механической обработки, используемые для станков данного типа и конфигурации. Правильный выбор и применение шаблонов при создании новых УП позволяет облегчить решение многих трудоемких задач, что делает разработку УП более быстрым, легким и повторяемым делом. NX 3 также имеет встроенную систему постпроцессирования, способную управляться со сложными последовательностями операций, характерными для многофункциональных станков. Тесная связь между средствами для разработки управляющих программ и функциями постпроцессирования внутри одной системы позволяет эффективно создавать законченные процессы механической обработки (рис. 7).
 Рис. 7. NX 3 включает поддержку многофункциональной механической обработки. Synchronization Manager динамически отображает каждую функцию обработки в виде отдельной полоски на графике |
Помимо прочего, в NX 3 появилась возможность открывать файлы в формате CATIA V5. Это обеспечивает прямую трансляцию сборок и геометрии, включая твердотельные, поверхностные и каркасные элементы. Новый модуль стал хорошим дополнением к набору трансляторов таких форматов, как STEP, IGES, DWG, а также CATIA V4, которые были доступны в NX ранее. Трансляторы интегрированы в общую среду системы и доступны непосредственно в стандартных функциях open, save as, import и export. Кроме того, их можно запускать и вне системы, что удобно для пакетной трансляции больших наборов файлов.
Компания UGS по-прежнему производит хорошее впечатление на редакцию CADCAMNet своей ясной и последовательной стратегией: предлагать такие решения для создания изделий, которые трансформируют весь этот процесс, и NX 3 – очень важная веха на этом пути. Сейчас все участники процесса создания изделия могут использовать единую цифровую модель, синхронизированную в единой среде Managed Development на всем его протяжении – от планирования к разработке и далее, к производству.
Похоже, компания UGS достигла всех целей, поставленных при покупке SDRC, когда была провозглашена устрашающая задача слияния I-deas и Unigraphics. Мы не знаем пока ни одного другого случая, когда подобное было бы реализовано. Еще более поразительно, что всё сделано вовремя. Мы поздравляем UGS с её достижениями.