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

«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?

«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».

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

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

«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.

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

«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

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».

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

Управление встроенными данными

«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

«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.