isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

14 октября 2016

3D-поиск – неотъемлемая функция современных систем PDM/PLM

Кеннет Вонг, старший редактор Digital Engineering

Кеннет Вонг

От редакции isicad.ru: Предлагаем вашему вниманию перевод статьи Kenneth Wong, Search Shapes Up, выполненный Ольгой Лукашенко. Заголовок оригинала формально можно перевести как «Поиск делает успехи», «Поиск демонстрирует обнадёживающие результаты» и т.п.

Напомним читателям обзор на близкую тему Олега Шиловицкого «PDM и будущее развитие сравнения версий», в котором упоминаются не только решения некоторых мировых PLM-лидеров, но и (в ряде случаев, более развитые) независимые технологические компоненты от компаний GrabCAD, Kubotek и ЛЕДАС.

Функции поиска в большинстве систем управления данными об изделии (PDM) и управления жизненным циклом изделия (PLM) очень сильно зависят от вашего знания того объекта, который вы пытаетесь найти. Поисковые системы работают с фрагментарной информацией, предоставляемой вами – часть названия файла, классификация, история использования или связанные проекты – в качестве направляющих критериев поиска в базе данных предприятия, а затем выдают перечень элементов с указанными атрибутами. Данный метод хорош при работе с текстом или другими данными, вписывающимися в структуру папки файлов, но оказывается гораздо менее эффективным для САПР данных.

«Это огромная проблема, в основе связанная с геометрической природой данных, а также с тем фактом, что большинство организующих принципов в настоящее время строятся на каталогизированных схемах организации выборки и передачи файлов или системах нумерации деталей, которые поддерживаются вручную», объясняет Майк Хейли (Mike Haley), старший директор компании Autodesk по проектам в области машинного интеллекта.

Поиск на основе геометрических атрибутов — выявление нужного файла по геометрическим характеристикам — раньше считался практически нецелесообразным, частично из-за большого объема вычислений. Теперь же, когда существенная часть работы может быть выполнена с помощью облачных расчетов, многие разработчики расширяют PDM и PLM архитектуру так, чтобы геометрия могла использоваться в качестве вводной информации в инструментах поиска. Цель – значительно расширить возможности обнаружения и повторного использования данных.

Зачем снова изобретать колесо?

Как вам найти что-то, о существовании чего вы не знаете? Звучит как тема для философских дискуссий, но на самом деле в этом заключается парадокс управления данными. Вы не станете искать объект, если не знаете, что можете найти его в архиве.

«С такими проблемами сталкивается каждая компания, выросшая путем слияний и поглощений. Различные группы работают независимо, даже когда относятся к одной компании», утверждает Эрвин Эргиль (Erwin Argyle), старший менеджер по продуктам PLM в Siemens PLM Software. «И каждая группа может использовать систему названий файлов, являющуюся специфической для данного конкретного проекта, но при этом несвойственную для других групп. Тем самым, разные группы, сами того не осознавая, могут заниматься решением одних и тех же инженерных проблем».

Search Shapes Up pics

Поисковая система Geolus Search от Siemens, продемонстрированная в Teamcenter, способна быстр отыскать сходные элементы. Фотография предоставлена Siemens PLM Software

Даже если вы уверены, что искомый файл есть в базе данных, но обнаружить его – слишком трудоемкая работа, может появиться желание воспроизвести модель «Вот типичный подход инженеров: ‘Помню, как я что-то подобное делал или видел'. Пару минут они могут и покопаться в базе данных компании. А потом, если не найдут, все начнут создавать сначала», отмечает Курт Лундштедт (Kurt Lundstedt), менеджер PDM-продуктов в Dassault Systèmes.

Ненужное переконструирование уже имеющихся комплектующих изделий и деталей влечет за собой серьезные последствия в плане затрат труда и времени и срыва сроков. «Проблема шире, чем повторное использование САПР», рассуждает м-р Эргиль. «Иногда компании зря тратят средства при отборе нового поставщика или разработчика или упускают возможность договориться о выгодной скидку за объем [потому что не осознают, что одно и то же изделие будет соответствовать требованиям в целом ряде проектов]. Иногда они заново изобретают весь процесс автоматизированного инженерного анализа (CAE). Это все неоправданные потери».

Поиск по геометрической форме

Разработчики PDM и PLM все больше приходят к пониманию, что форма является одним из важнейших параметров поиска. Проектировщики нередко могут описать примерную форму объекта, требующегося по проекту. Однако поиск такого объекта по названию, классификации или предыдущим проектам может оказаться трудновыполнимой задачей, если никогда не встречались в соответствующем файле.

«Большинство инженеров мыслят об объекте через геометрические характеристики—интервал значений, изделие, что-то подобное», считает Курт Лундштедт. «И если они могут найти что-то подобное искомой форме, шансы, что они найдут что-то подходящее для повторного использования становятся выше».

Технологии поиска на базе геометрических параметров или поиска, ориентирующегося на формы, как правило, позволяют использовать уже имеющиеся образцы в качестве входных данных. Такие системы строятся на мощных алгоритмах индексирования формы, с помощью которых файлы классифицируются группируются и организуются на основе схожих геометрических характеристик. Таким образом, обеспечивается эффективный поиск по базе данных и выявление имеющихся моделей с одинаковыми геометрическими свойствами в качестве ссылочного элемента.

У Dassault Systèmes базовая технология связана с EXALEAD, поисковой системой, приобретенной компанией в 2010 году. Она интегрирована в разработанные Dassault Systèmes продукты линейки ENOVIA по управлению данными. Модификацию EXALEAD OnePart можно купить по каналам продаж SOLIDWORKS.

Search Shapes Up pics

EXALEAD, разработка, Dassault Systèmes показывает ценность данных об изделии в сочетании с информацией о заказчиках. Фото предоставлено Dassault Systèmes.

Используемая Siemens PLM Software технология поиска по форме получена от sd&m (software design & management AG Germany). Приобретя данную технологию, Siemens вела дальнейшие разработки с 2006 г., и в результате данная технология встроена в платформу управления данными Teamcenter. Программа-клиент поиска по форме Geolus доступна на всех широко используемых веб-браузерах, Active Workspace, NX и партнерских приложениях, как-то: aClass от BCT.

«Мы переработали архитектуру данной технологии как составного элемента, с тем чтобы ее можно было интегрировать в разные продукты, поддерживая возможности множественного применения», рассказывает Эрвин Эргиль. «Ее можно использовать, например, для приведения в действие команды поиска альтернативных деталей и компонентов. В таких случаях Geolus активируется для осуществления поиска по форме, «копая глубже», и затем фильтрации результатов согласно определенным бизнес-критериям, например, издержки, использование в других инженерно-проектных программах или итогам проверки качества».

Autodesk использует поисковую систему в рамках Design Graph, составной части A360 (Autodesk 360) Drive. В маркетинговых материалах компании указано: «Представьте, что в мире трехмерных моделей появилась функциональность, похожая на поиск в Google. Задумайтесь о том, как легко и быстро вы сможете работать. Именно над этим Autodesk работает, и это называется Design Graph».

«С помощью Design Graph проектировщик может мгновенно найти нужный элемент любых моделей, выполненной или доступной ранее», говорит представитель Autodesk Хейли (Haley). «В скором будущем мы начнем встраивать данный функционал непосредственно в средства САПР, благодаря чему данные операции станут еще более удобными».

Облачные технологии и машинное обучение

С ростом разработок программного обеспечения как сервиса (SaaS) «по мере необходимости», PDM и PLM предложений, все больше малых и средних компаний обращаются к использованию облачных технологий управления данными. Это окажет определенное влияние на переиспользование данных и системы поиска геометрических файлов.

По словам г-на Эргиля, «облачные технологии поиска открывают бизнесу новые возможности через широкий доступ и масштабируемые услуги хостинга по выбору заказчика». «Это дополняется архитектурой Geolus, и прошедшие проверку пользователи могут вести поиск откуда угодно. Важнейшим преимуществом Geolus с точки зрения безопасности является то, что для осуществления поиска не нужно перемещать компоненты из домена пользователя. Компоненты индексируются на месте и в библиотеку Geolus добавляются только индексированные данные. Их недостаточно для обратного проектирования геометрии изделия».

Как объясняет г-н Хейли, у многих компаний данные не централизированы, что затрудняет разрешение проблемы дублирования данных. «Централизация данных в облаке не только собирает их в одном месте, но и обеспечивает возможность использования больших объемов вычислительных ресурсов для тщательного анализа и отбора данных».

Машинное обучение составляет элемент системы индексации в Design Graph, что позволяет программному обеспечению применять соответствующие алгоритмы к группе и классифицировать файлы согласно форме, определяющим признакам и метаданным. «Мы способны использовать машинное обучение с систематизацией по данным заказчика, осуществляя их каталогизацию в динамическом режиме, и, тем самым, способствуя повторному использованию», говорит Хейли. «Такого рода функциональности просто невозможно обеспечить в PDM или PLM системе при локальном размещении из-за недостатка данных и компьютерных ресурсов».

Search Shapes Up pics

Клиентская программа поиска по форме Geolus доступна в веб-браузерах, Active Workspace, NX и партнерских приложениях. Фото предоставлено Siemens PLM Software

В Design Graph бремя приобретения и обеспечения высокоэффективной вычислительной инфраструктуры для реализации машинного обучения лежит на поставщике, т.е., на Autodesk, а не на заказчике. «Пользователям не требуется элитное аппаратное оборудование», уточняет г-н Хейли. «Как только модели заказчика размещаются на A360 Drive, оны автоматически обрабатываются в кластерах. Потенциал облачных технологий реально работает, когда один большой набор ресурсов аппаратного обеспечения фактически может обслуживать тысячи заказчиков весьма экономически эффективным способом».

Управление встроенными данными

По традиции САПР-моделирование и управление данными рассматриваются как отдельные задачи: программы трехмерного механического моделирования редко включают функции управления данными; и наоборот, программы управления данными, как правило, не предусматривают средства моделирования. Onshape, предлагающий параметрическое моделирование на основе браузера, свидетельствует, что две возможности следует тесно интегрировать. Здесь PDM средства являются собственно частью среды моделирования.

«В Onshape нет отдельной системы PDM; она внедрена в программу САПР», отмечает Ноа Флаерти (Noa Flaherty), менеджер по развитию продуктов Onshape. В подходе к управлению данными Onshape опирается на такие продукты на базе браузеров как Google Docs. Облачное программное обеспечения для моделирования постоянно сохраняет мини-версии документов после каждого изменения. Следовательно, воспроизвести предыдущую версию проекта может быть так же просто, как и восстановить предыдущее состояние документа, обозначенное временными метками.

«Традиционно инженеры создают для нового проекта копию уже имеющегося файла, и в итоге копии одной и тоже же детали распространятся во всей компании», говорит Флаерти. Чтобы противостоять подобной практике, Onshape предлагает работать со связанными документами (Linked Documents), с помощью которых инженеры могут повторно использовать элементы в новых проектах через механизм ссылок вместо того, чтобы встраивать копии деталей. «Выгода состоит в том, что, если первоначальная (связанная ссылкой) деталь подвергается ревизии и новая версия сохраняется, каждый, кто где бы то ни было имеет ссылку на эту деталь, получает уведомление и при желании может обновить модель согласно новейшей версии», добавляет Флаерти.

Onshape также имеет функцию ветвления и объединения (Branching and Merging) – workflow-механизм, в рамках которого члены группы имеют возможность рассматривать несколько модификаций или вариантов одного и того же проекта. Когда подходит время консолидировать лучшие характеристики имеющихся вариантов, с помощью Onshape их можно свести в единую версию. В процессе сведения руководитель проекта решает, какие характеристики взять из различных веток, а от чего стоит отказаться.

Не только Интернет вещей, но и Форма вещей

Участники состоявшейся в феврале ежегодной конференции пользователей SOLIDWORKS World смогли увидеть, как, в принципе, функция поиска по заданной форме может быть интегрирована в среду САПР-моделирования.

«В конечном итоге наше представление заключается в том, что когда вы начинаете что-то проектировать, программные средства будет просматривать 3D Content Central [открытую для всех пользователей базу данных 3D-контента] в фоновом режиме с целью поиска схожих форм», заявляет представитель Dassault Systèmes Курт Лундштедт. «Когда вы уже прошли половину пути, и программное обеспечение выявляет что-то по форме соответствующее тому, над чем вы сейчас работаете, это может побудить вас более внимательно рассмотреть, что готовое уже имеется».

Данную функцию Dassault Systèmes пока официально не включила в свой план развития. Но если она будет реализована так, как было продемонстрировано, такая технология поможет с самого начала избежать массы ненужных усилий в сфере САПР. Прежде всего вам не придется ожидать завершения сеанса моделирования, чтоб обнаружить, что, оказывается, такая деталь уже существует. В настоящее время EXALEAD OnePart в процессе индексирования регулярно проверяет, какие новые фрагменты добавлены в архив данных.

Ключевым фактором развития повторного использование моделей, позволяющим в то же время избежать ненужных работ по моделированию, являются интеллектуальные функции поиска. Благодаря «умным» системам поиска инженеры могут находить и переиспользовать для разнообразных целей уже существующие модели.


Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.