¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

4 июн€ 2014

SolidWorks: проектирование на основе баз знаний

Ќикита —емидоцкий, инженер компании SolidWorks Russia

Ќикита —емидоцкий SolidWorks
¬ведение
¬ насто€щее врем€ во многих област€х производства сложилась ситуаци€, когда клиента становитс€ всЄ сложнее привлечь типовыми издели€ми. «начительное конкурентное преимущество в таком случае получает тот производитель, который готов внести в проект изменени€, отвечающие требовани€м каждого отдельно вз€того заказа.  онцепци€ проектировани€ под заказ становитс€ наиболее эффективной, когда сроки и трудоемкость внесени€ этих изменений минимальны. ¬ некоторых случа€х вопрос ставитс€ еще жестче: заказчик просто не готов пойти на длительную адаптацию проекта Ц результаты должны быть готовы Уеще вчераФ.

«ачастую, при внесении корректив в проектную документацию, достаточно больша€ часть времени уходит на выполнение однотипных рутинных действий. Ћогичное решение этой проблемы Ц консолидировать опыт проектировщиков в электронном виде в форме правил базы знаний. «атем, при помощи уже структурированных и формализованных правил, выполн€етс€ частична€ или полна€ автоматизаци€ этих повтор€ющихс€ операций. “акой подход широко известен под названием KBE (англ. Knowledge-based Engineering, проектирование на основе баз знаний). ќ его применении в среде SolidWorks мы и поговорим в этой статье.

Configuration Publisher

Ётот инструмент знаком многим пользовател€м SolidWorks. Configuration Publisher присутствует на каждом рабочем месте SolidWorks и позвол€ет создать в модели собственный менеджер свойств, который будет по€вл€тьс€ вс€кий раз, когда данную модель вставл€ют в сборку в качестве компонента (рис. 1). Ёто позвол€ет организовать удобную библиотеку типовых узлов и деталей: менеджер позвол€ет как выбрать конфигурацию, увидев в нагл€дной форме характерные размеры вставл€емого компонента, так и подобрать нужную конфигурацию по этим размерам. Configuration Publisher сам заблокирует недопустимые сочетани€ параметров Ц те, которым не соответствует ни одна конфигураци€ в модели. ¬ таком режиме этот модуль работает, когда в модели уже созданы все необходимые конфигурации. ќднако, существует и другой режим Ц создание новых конфигураций. ќн, так же, как и первый, требует наличие в модели таблицы параметров, но активируетс€, когда она содержит всего одну конфигурацию.
SW KBE 1-2-3

–ис.1. ћодель шпильки, еЄ таблица параметров и менеджер свойств Configuration Publisher при вставке в сборку

¬ интерфейс менеджера свойств в редакторе добавл€ютс€ элементы управлени€, соответствующие столбцам таблицы параметров Ц текстовые и числовые пол€ ввода, списки значений и т.д. ћежду элементами можно устанавливать св€зи типа УродительЦпотомокФ. “огда значение в элементе-родителе может вли€ть на видимость, доступность или список допустимых значений элемента-потомка (рис. 2). ѕри помощи таких правил можно реализовать достаточно сложную логику создани€ конфигураций. «начени€ дл€ столбцов, подлежащих автоматическому заполнению, могут задаватьс€ средствами Excel непосредственно в самой таблице параметров.
SW KBE 2

–ис. 2. УЋесенкаФ в правой части окна Configuration Publisher Ц допустимые значени€ потомка в зависимости от значени€ в элементе-родителе

ѕри вставке такого компонента в сборку, возможны две ситуации: либо будет использована существующа€ конфигураци€, подход€ща€ по параметрам, либо будет создана нова€, если така€ конфигураци€ найдена не была. ќдновременно будут автоматически настроены атрибуты модели, необходимые дл€ отображени€ в текстовой и графической документации.

¬аши разработки одинаковые, но разные? Ц јвтоматизируйте!

— указанным в заголовке слоганом обращаетс€ к нам разработчик, предлага€ использовать модуль DriveWorks. Ћинейка модулей DriveWorks Ц пожалуй, один из наиболее функциональных комплексов в области KBE дл€ SolidWorks. ќн легко масштабируетс€ от индивидуального рабочего места до распределенной системы уровн€ предпри€ти€, способной по заказу через интернет в автоматическом режиме выдать клиенту готовые документы на заказ, а в производство Ц полный комплект  ƒ на изделие. «вучит интригующе, однако, обо всЄм Ц по пор€дку.

Ќа начальном этапе работы выбираетс€ проект-прототип, содержащий полный комплект трехмерных моделей, чертежей, ведомостей и других документов. ѕри этом не требуетс€ специально автоматизировать модели средствами SolidWorks (добавл€ть уравнени€, таблицы параметров, создавать контекстные св€зи между компонентами сборки и так далее). ¬ некоторых случа€х это может быть даже вредным, так как усложнит реализацию проекта в DriveWorks. ¬се правила, уравнени€ и логические зависимости будут заданы на более поздних этапах автоматизации.

«атем производитс€ так называемый УзахватФ модели: отмечаютс€ те документы SolidWorks (детали, сборки, чертежи) и их части, которыми планируетс€ управл€ть при помощи DriveWorks. Ётими част€ми могут быть состо€ни€ погашени€ элементов, размеры модели, свойства пользовател€ и многое другое Ц конкретный список объектов, подлежащих управлению, зависит от варианта поставки DriveWorks. ¬сего их три (в пор€дке возрастани€ функциональности): Xpress, Solo и Pro. Ёто позвол€ет выбрать наиболее подход€щий выпуск в зависимости от потребностей предпри€ти€.

ƒалее, создаетс€ пользовательский интерфейс, позвол€ющий вводить исходные данные дл€ вновь создаваемых заказов. ќн может включать одно или несколько диалоговых окон с различными элементами управлени€. »х перечень тоже различаетс€ от выпуска к выпуску. —ледующий, и, пожалуй, самый важный этап настройки проекта Ц создание правил. »менно они определ€ют поведение модели в зависимости от входных данных по заказу. ѕравила могут как напр€мую использовать значени€, введенные пользователем в элементы управлени€ форм, так и задаватьс€ достаточно сложными выражени€ми, включающими математические, логические и текстовые функции. ќни могут управл€ть не только захваченными на предыдущем этапе объектами, но и многим другим. Ёта тема вполне достойна более подробного рассмотрени€ Ц этим мы и займемс€ чуть позже.

¬от и всЄ. — этого момента проект готов к тому, чтобы по прототипу получать модели и документацию ко всЄ новым и новым заказам. ƒл€ этого пользователю достаточно заполнить формы ввода и запустить генерацию. DriveWorks создает новые файлы по правилам, заданным в проекте (в отличие от Configuration Publisher, который формирует новые конфигурации в исходном файле). Ёто позвол€ет получить комплект документов минимального размера, что, в свою очередь, положительно вли€ет на быстродействие.

DriveWorks Xpress

“радиционно дл€ продуктов линейки Xpress, этот тип DriveWorks предоставл€ет пользователю базовый функционал. ¬ы получаете его совершенно бесплатно: он включен в состав каждого рабочего места SolidWorks. Ќесмотр€ на свой скромный по сравнению с остальными выпусками набор возможностей, он подходит дл€ многих повседневных задач. ƒл€ захвата и управлени€ доступны структура сборки, размеры элементов и их эскизов, состо€ни€ погашени€ самих элементов, а также свойства пользовател€. “акже пользователь может указывать, какую из существующих конфигураций требуетс€ использовать дл€ каждого из файлов под управлением DriveWorks: ту, в которой компонент присутствует в сборке-прототипе, или им€ которой получаетс€ в результате вычислени€ правил.

— другой стороны, DriveWorksXpress крайне прост в работе. »нтерфейс этого модул€ полностью интегрирован в SolidWorks в виде одной из закладок панели задач и привычен любому пользователю. ј это значит, что с ним легко и быстро освоитс€ специалист с любым уровнем подготовки: главным условием €вл€етс€ только уверенное владение SolidWorks.

SW KBE 3

–ис. 3. ѕроект передвижной опоры, выполненный в DriveWorksXpress. ¬ правой части окна видна вкладка панели задач с интерфейсом модул€

 ак прин€то дл€ модулей, включенных в поставку SolidWorks, помимо полноценного справочного руководства, DriveWorksXpress имеет интерактивное обучающее пособие. Ётот урок отнимет буквально полчаса времени, но позволит быстро освоитьс€ в системе. ѕроизводитель предлагает и еще несколько учебных проектов Ц их можно свободно загрузить с официального сайта.

“акже, DriveWorksXpress позвол€ет быстро и без затрат оценить целесообразность автоматизации того или иного издели€ на предпри€тии и, при необходимости, выбрать один из более старших выпусков системы Ц тот, в котором есть необходимый функционал, отсутствующий в DriveWorksXpress.

ƒл€ хранени€ данных проекта DriveWorksXpress использует базу данных Microsoft Access. — еЄ выбора или создани€ и начинаетс€ работа с модулем. ≈го интерфейс построен в виде мастера, который проводит пользовател€ через р€д уже знакомых нам шагов: захват моделей, создание форм ввода, определение правил, и, наконец, запуск проекта. ¬последствии, дл€ создани€ новых модификаций издели€, пользователь сразу переходит к последнему этапу работы мастера, где вводит исходные данные в форму и получает готовый вариант конструкции.

DriveWorks Solo

Ётот продукт рассчитан на тех, кому дл€ решени€ своих задач уже недостаточно возможностей DriveWorks Xpress. ¬ариант Solo, как и DriveWorksXpress, работает в однопользовательском режиме, но дл€ хранени€ данных проекта использует уже собственный формат файлов Ц проект и группа, включающа€ несколько проектов. ѕри этом, наработки из младшей версии не будут потер€ны: проекты DriveWorksXpress можно импортировать в Solo без каких-либо проблем. –азличи€ в той или иной мере коснулись всех этапов работы над проектом. Ќаиболее значимое из них Ц расширенный список объектов прототипа, дл€ которых можно создать правила.   ним добавлены:
  • цвет, материал и текстура моделей;
  • допуски размеров;
  • расширенные свойства элементов (например, наличие или отсутствие уклона у бобышки, пропускаемые экземпл€ры массива и т.д.) Ц свои дл€ разных типов элементов;
  • настройки отверстий под крепеж;
  • свойства специальных типов моделей Ц сварных и листовых;
  • управление отдельными экземпл€рами компонента в сборке.
ќгромные возможности открываютс€, когда дело доходит до создани€ чертежей.  ак правило, при создании нового исполнени€ модели мен€ютс€ еЄ габариты. ѕри этом чертежи, созданные на прототип, либо перестают вмещать модель с изменившимис€ размерами, либо напротив, отображают еЄ слишком мелко. » если DriveWorksXpress лишь создает чертежи, аналогичные существующим в прототипе, которые впоследствии потребуют ручной доработки, то DriveWorks Solo позвол€ет получать готовые чертежи в автоматическом режиме. ѕри помощи правил можно контролировать масштаб всего листа, а также положение и масштаб отдельных видов; естественно, размеры и примечани€ при этом тоже должны перемещатьс€. DriveWorks позвол€ет указать выравнивание примечаний относительно вида (рис. 4).
SW KBE 4

–ис. 4. Ќастройка правил выравнивани€ примечаний на чертеже

Ќачина€ с варианта Solo, в DriveWorks по€вл€етс€ возможность статической и динамической замены компонентов. ѕо€снить суть этого процесса можно на примере. ƒопустим, предпри€тие выпускает межкомнатные двери на заказ. ѕокупатель может выбирать фурнитуру на свое усмотрение. —моделировать такую сборку можно, включив в модели соответствующих компонентов конфигурации дл€ всех допустимых вариантов. ƒалее, создаетс€ правило, определ€ющее активацию нужной конфигурации в зависимости от выбора клиента. “акой способ вполне имеет право на жизнь, но, по мере роста каталога фурнитуры, такие модели будут становитьс€ всЄ более и более объемными, что сильно скажетс€ на производительности. ≈сть и альтернативное решение этой проблемы: создаетс€ библиотека фурнитуры, где каждый вариант петли, ручки и других изделий представлен отдельным файлом. ¬ исходной сборке-прототипе на местах этих изделий вставлен один из вариантов исполнени€ (им вполне может быть компонент-заглушка, содержащий только базовую геометрию). ¬ зависимости от результата вычислени€ соответствующего правила, компонент будет заменен на соответствующий вариант из библиотеки. Ётот процесс и называетс€ статической заменой. ≈сли, к тому же, модель, на которую производитс€ замена, сама находитс€ под управлением DriveWorks, то это уже будет динамическа€ замена. ƒл€ того чтобы така€ операци€ стала возможна, компоненты под замену должны быть специальным образом подготовлены: необходимо обеспечить совпадение внутренних идентификаторов у объектов сопр€жений во всех вариантах исполнени€. Ќа практике, при выполнении нескольких несложных рекомендаций, проблем эти действи€ не вызывают.

 ак правило, на предпри€ти€х с концепцией проектировани€ под заказ существует набор типовых узлов и деталей. »х выбор должен осуществл€тьс€ по определенным критери€м. Ќа деле же ведение библиотеки таких типовых решений Ц достаточно трудоемка€ в организационном плане задача. ќ наличии уже готового исполнени€, подход€щего по параметрам, обычно знает только несколько наиболее опытных сотрудников, и, если такое исполнение быстро найти не удалось, то создаетс€ новое Ц под конкретный заказ. ѕри такой работе за достаточно короткое врем€ в библиотеке по€вл€етс€ большое количество дублирующих друг друга исполнений. DriveWorks, начина€ с варианта Solo, позвол€ет вести такие каталоги автоматически. ѕри генерации моделей дл€ очередного заказа такой типовой узел или деталь помещаетс€ не в папку проекта, а в библиотеку. ≈сли требуемое исполнение в ней уже существует, то вместо создани€ нового используетс€ именно оно.

«начительно более развит по сравнению с Xpress-версией и функционал создани€ пользовательского интерфейса. ¬ Solo по€вл€етс€ отдельный полноценный конструктор форм ввода с широким выбором элементов управлени€. Ѕольшинство свойств элементов управлени€ (таких, как видимость и доступность элемента, перечень элементов списка, изображение в графическом поле и так далее), могут быть динамическими, то есть задаватьс€ при помощи правил. ‘орм может быть и несколько, что позвол€ет группировать элементы управлени€ по разделам. “огда они формируют многостраничный диалог (мастер), в котором последовательность перехода между страницами задаетс€ при помощи динамически управл€емой навигации.

¬ том, что касаетс€ создани€ правил, работа также становитс€ более удобной: в Solo имеетс€ отдельный мощный редактор правил со встроенным отладчиком. ѕользователю доступно более 70-ти функций различного назначени€: математические, логические, функции дл€ работы с текстом, табличные. ƒл€ повторного использовани€ результатов вычислений могут примен€тьс€ переменные. »сходные данные могут быть заданы элементами управлени€ форм, константами и даже таблицами. ќтличи€ коснулись и этапа создани€ моделей: теперь, заполн€€ формы ввода, можно активировать предварительный просмотр моделей, а затем вернутьс€ к редактированию заказа. ѕри окончательной же генерации, чертежи и модели могут быть экспортированы во многие распространенные файловые форматы.

DriveWorks Pro

Ётот выпуск предназначен дл€ создани€ распределенных систем уровн€ предпри€ти€. DriveWorks Pro Ц общее название дл€ целого комплекса модулей, позвол€ющего организовать групповую работу с проектами, интеграцию с другими корпоративными информационными системами и многое другое. ¬се эти компоненты могут быть установлены на одном рабочем месте дл€ однопользовательской работы. ќднако, наиболее эффективной будет типова€ схема развертывани€, приведенна€ на рис. 5. ¬ыгл€дит запутанно, но на деле всЄ достаточно просто. ƒавайте разберемс€.

»так, первый модуль называетс€ Administrator. ќн представл€ет собой отдельное приложение со своим специальным интерфейсом (сходным по виду с главным окном Solo) и работает совместно с SolidWorks. ѕозвол€ет создавать проекты, пользовательский интерфейс, определ€ть правила Ц одним словом, автоматизировать прототип.  роме того, помимо встроенных шаблонов, доступно получение выходных отчетов в формате XML или в виде документов Microsoft Word и Excel. “абличные данные могут загружатьс€ в режиме реального времени напр€мую из Microsoft SQL Server, а также из других источников через драйвер ODBC. “уда же могут выгружатьс€ результаты конфигурировани€ Ц например, при создании задачи на производство в ERP-системе.

SW KB 5

–ис. 5. “ипова€ схема развертывани€ DriveWorks Pro

√руппы и проекты, созданные в администраторе, могут быть как однопользовательскими, так и раздел€емыми. ¬ последнем случае вс€ информаци€ по проекту хранитс€ в базе данных и управл€етс€ централизованно при помощи модул€ Server. “аким образом, выстраиваетс€ классическа€ трехзвенна€ система Уклиент Ц сервер приложений Ц сервер баз данныхФ. ќднопользовательские группы DriveWorks Pro, группы DriveWorks Solo и проекты DriveWorksXpress могут быть в любой момент преобразованы в раздел€емые группы Pro модул€ Server.

Ќовые спецификации на заказ могут создаватьс€ непосредственно в администраторе, либо в модуле User. ќн €вл€етс€, по сути, тем же администратором, из всех функций которого доступны только инструменты дл€ работы с заказами. Ќепосредственной генерацией моделей на этом рабочем месте занимаетс€, разумеетс€, SolidWorks.

»спользу€ модуль Live, администратор может предоставить доступ к серверу приложений через web-интерфейс. — его помощью создавать спецификации могут как локальные пользователи предпри€ти€, так и удаленные Ц сотрудники в командировке, в офисах продаж, или даже сами заказчики. —тиль оформлени€ и разделы Live-портала могут быть легко настроены. Ќа сайте DriveWorks Live можно познакомитьс€ с разнообразными примерами web-конфигураторов (рис. 6).

SW KBE 6

–ис. 6. ѕример с driveworkslive.com, оптимизированный под сенсорный ввод: сконфигурировать и заказать изделие из любой точки мира теперь проще простого

—озданна€ спецификаци€ может затем последовательно пройти через несколько состо€ний. Ётот бизнес-процесс может настраиватьс€ в широких пределах: администратору системы доступны ветвлени€ последовательности задач по условию, выполнение различных автоматических операций на входе в состо€ние и на выходе из него. ≈сли при создании моделей и документации на заказ есть некоторые работы, которые сложно или нецелесообразно автоматизировать, то администратор может создать соответствующий этап бизнес-процесса и добавить рассылку оповещений о необходимости ручного вмешательства как автоматическое действие на входе в это состо€ние. DriveWorks Pro поддерживает создание пользователей и групп с последующей настройкой прав доступа к спецификаци€м и инструментам работы с ними.

ќдин из заключительных этапов жизненного цикла спецификации Ц генераци€ документов. ƒл€ этого соответствующее задание отправл€етс€ в модуль Autopilot, установленный на графической станции. Ётот модуль в автоматическом режиме создает модели, чертежи и отчеты и размещает их на файловом сервере или в хранилище SolidWorks Enterprise PDM; в последнем случае выполн€етс€ их автоматическа€ регистраци€. ƒл€ генерации моделей и чертежей на этой машине также устанавливаетс€ SolidWorks. «десь же в процессе формировани€ заказа осуществл€етс€ автоматическое создание трехмерной графики дл€ его визуализации при заполнении форм ввода. Ёти модели в компактном формате могут создаватьс€ как в режиме реального времени, так и заранее.

ѕо окончании генерации моделей и документов модуль Server отправл€ет уведомительное письмо заказчику, к которому могут быть прикреплены как документы на заказ (спецификаци€, счет и т.д.), так и модели будущего издели€ в формате eDrawings.

«аключение

¬ последнее врем€ заметен нарастающий интерес к KBE-системам. ћногие предпри€ти€ вид€т в них решение, позвол€ющее сократить врем€ реакции на поступающие заказы. ¬ рамках одной статьи невозможно охватить все подробности столь обширной темы Ц в ней рассмотрены только основные возможности программных продуктов. ќднако, она вполне может стать отправной точкой, чтобы задуматьс€ об автоматизации своих проектных работ. —пециалисты компании SolidWorks Russia всегда готовы ответить на возникшие вопросы.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ѕромышленный интернет пива, или судьба инноваций
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.