Совместная работа конструкторского бюро с большими 3D сборками

Часть I: Основные принципы
Часть II: Совместная работа над проектом
Часть III: Электронный документооборот
Часть IV: Резюме

Компаниям, занимающимся производством и монтажом металлоконструкций, нередко приходится сталкиваться с достаточно сложными пространственными объектами. Нет никаких сомнений, что возводить такие объекты из металлопроката прямо на стройплощадке «по месту» ни одна серьёзная фирма не станет – в таких случаях необходимо изготовление рациональных по габаритам и массе монтажных узлов в цеху. На объекте происходит лишь крупноузловая сборка, причем без доработок, нарушающих антикоррозионное покрытие. Если мы говорим о действительно сложных конструкциях, то без трехмерного моделирования уже не обойтись.

Cуществуют различные методы трехмерного проектирования, использующие разнообразное программное обеспечение. Каждый имеет свои плюсы и своих приверженцев. Я не стану проводить анализ большей или меньшей эффективности того или иного метода, потому что это получится довольно условное и субъективное сравнение. Расскажу о проверенном на практике методе, которым пользуюсь я. И который, что немаловажно, базируется на использовании знакомого большинству Autodesk AutoCAD.

Метод, который я использую, называется «3d+XREF», то есть трехмерное проектирование с использованием eXternal REFerences – внешних ссылок.

При правильном подходе AutoCAD позволяет создавать огромные трехмерные сборки, и не только создавать, но и управлять ими, модифицировать их, подготавливать на их основе традиционные чертежи и т. д. Для осуществления задуманного необходимо сразу создавать модель не как попало, а упорядоченно.

Думаю, что в рамках этой статьи будет достаточно взять в работу не всю сборку, а один из крупных элементов (на изображении внизу), который называется «Стол дробилки». Принцип работы един.

Часть I: Основные принципы

Существует несколько общих правил создания больших сборок в AutoCAD.

Принцип 1: Структурированное дерево

• Нет нагромождения тел в общей модели – есть порядок в слоях и структурированное дерево гиперссылок.
• Детали объединяются в подсборки (монтажные узлы), набор подсборок формирует основную сборку (конструкцию).
• Основная сборка, в свою очередь, может являться подсборкой для еще большей сборки.
• Одна деталь = один файл; один лист = один чертеж.

На скриншоте внизу хорошо видно, что представляет из себя структурированное дерево проекта. Разберем один из монтажных узлов – колонну С-1. Она состоит из двутавра ДТ-1, пятки ПК-01, оголовка ПК-02 и шайбы ШК-01. Каждая из деталей – это отдельный файл, вставленный как гиперссылка в подсборку С-1. По такому принципу собраны все монтажные узлы.

В самом этом методе ничего революционного нет – все действия выполняются стандартными командами и нет никакой надстройки «для автоматического формирования дерева проекта». Поэтому очень важен не сам инструментарий – о нем достаточно доходчиво написано в руководстве – а нюансы. Главный из которых можно было бы назвать «Порядок во всем». 

Принцип 2: Порядок в слоях

Если при простом 2D проектировании слоями чаще всего пренебрегают (особенно при рисовании поверх архитектурных чертежей или использовании элементов чужих файлов, в результате чего в менеджере слоёв образуется форменная помойка), то для 3D проектирования, где слои являются жизненно важным инструментом, такой подход совершенно недопустим. При линейном проектировании без гиперссылок слои нужны для отключения деталей, которые «загораживают вид», и для придания группам второстепенных элементов (размеров, осей, текста) нужных свойств. А при создании сборок с гиперссылками они... нужны для того же самого, только в масштабах огромного количества деталей. Уверен, что помойка в менеджере слоёв в случае большой модели приведёт к тому, что работать станет невозможно.

При работе со сборками количество слоёв увеличивается пропорционально количеству использованных деталей. Каждая добавленная деталь отображает в менеджере свои слои, каждая подсборка – и свои, и от всех имеющихся деталей. Тем не менее, при аккуратном и продуманном их использовании ориентироваться в списке будет несложно. Структуру разъясняет скриншот сверху.

Добавлю лишь комментарий про «слои для внедрения гиперссылок». Гиперссылка воспринимается как один объект. Этот объект лежит в каком-то слое. Если внедренные объекты будут располагаться по слоям не хаотично, то можно будет прятать эти объекты, замораживая слой, в котором они расположены.  

Принцип 3: Порядок в папке проекта

Я уверен, вам не раз встречались файлы, при открытии которых сначала всплывает сообщение о ссылках, ведущих в никуда, а затем вместо ожидаемой геометрии мы видим лишь «bounding boxes» – пустые прямоугольники с адресом. Это происходит из-за того, что автор чертежа бездумно влепил XREF, забыв приложить файл или сделать ссылку на него относительной. Обязательное условие проекта-сборки – все ссылки должны быть относительными! Иначе проект будет работать только на одном компьютере, и перенос в другое место приведет к потере XREF-объектов.

Ссылаться на файл, расположенный уровнем выше, нельзя. Поэтому файл сборки конструкции должен лежать в корне. Для каждой подсборки лучше сделать свою папку, содержащую файл подсборки и папку с деталями для этой подсборки.

Порядок в папке – это критичное условие, потому что это и есть структура проекта, без которой он нежизнеспособен. 

Принцип 4: Использование Model Documentation

До настоящего момента статья описывала лишь процесс организации порядка и структурирования проекта в процессе его создания, навязывая принципы, которые могут отличаться от привычных, и, собственно...

– Зачем столько сложностей, может, лучше по старинке: всё в нулевом слое, все объекты, включая рамки, – в пространстве модели, а в пространстве листа – все чертежи сразу... Так же быстрее, ничего настраивать не нужно и приспосабливаться не к чему?

Сторонникам такого подхода я рекомендую отказаться от AutoCAD в пользу бесплатного (и, к слову, очень сильного для своих задач) приложения QCAD или более бюджетного двухмерного CAD-приложения Draftsight от Dassault Systèmes и не тратить свои деньги или деньги компании. Но я надеюсь, что Вы из другого теста и используете мощный многофункциональный AutoCAD по назначению. Потому что Принцип №4 – это о том, зачем нужны были все эти предварительные меры и как они способны помочь работать быстрее и качественнее, выполняя более сложные задачи.

Автокадовский модуль ModelDoc – настоящая волшебная палочка проектировщика! С его помощью можно быстро и очень качественно построить виды, изометрию, разрезы, сечения, выноски с трехмерной твердотельной модели. Естественные ограничения – модуль формирует виды только в пространстве листа и обрабатывает ВСЮ твердотельную геометрию, расположенную в модели, – настраивают на правильный стиль работы. Именно поэтому предыдущие принципы говорили о порядке и структуризации. С помощью ModelDoc вы сделаете чертежи каждой детали, затем каждого монтажного элемента, затем всей конструкции, при этом последовательно и естественно создадите полноценный комплект КМ или КМД, страхуя себя от ошибок. 

Часть II: Совместная работа над проектом

Выполнение больших проектов, таких как представленный металлокаркас дробильной станции, лучше поручать не одному, а сразу нескольким инженерам-конструкторам, иначе мы рискуем крайне затянуть сроки реализации и получить снижение качества проработки с течением времени: психологически сложнее тянуть длительный проект в одиночку – энтузиазм рассеивается.

Но организация совместной работы – задача сложная, чаще всего она и становится самым узким местом процесса. Для того чтобы не бегать с флешкой, не пересылать файлы почтой, не бороться со специфическими проблемами облачных хранилищ и, как апогей всего, не путаться – чья же версия файла «Latest_Last_Точно-последний_Последний_Сборка-опоры-ОП1_10.03.2017.recovery.dwg» является актуальной, мы будем использовать систему для управления проектами, хранения файлов и чертежей и совместного доступа к ним, организации электронного документооборота. Я имею опыт работы с отечественным ПО Pilot-ICE, поэтому использую в качестве примера именно это приложение.

Чтобы не раздувать статью, договоримся о том, что Pilot-ICE у нас установлен, работает, к нему подключены сотрудники нашей виртуальной проектной организации «Raido Projects»: руководитель Куприянов Д.В. (DIR), начальник КБ Георгиев Н.Ю. (Chief) и два конструктора – Сигматуллин Р.Р. (Cons-1) и Довженко Н.П. (Cons-2) (все персонажи вымышленные, при тестировании ПО никто не пострадал ).

Среда проектирования

Как мы и договаривались в самом начале, сосредоточимся только на одной конструкции – «стол дробилки». Принцип одинаков для всех элементов и распространяется на любые системы типа: деталь → подсборка → cборка.

Предлагаю простую последовательность начала работы с системой электронного документооборота:

1. Chief создаёт «Проект» «141.01.93.632 – МК Станции первичного дробления».
2. В этом проекте Chief создаёт «Здание или сооружение» – «Стол дробилки».
3. В папке «Стол дробилки» Chief создаёт «основной комплект» – «КМ».
4. И в ней же «основной комплект» – «КМД».
5. После получения задания от DIR отдел может приступать к проектированию, среда готова.  

База: оси и структура

Для того чтобы свести конструкторов в единую систему координат, опытный начальник отдела разрабатывает единые шаблоны .dwt, включающие форматные рамки со штампами, унифицированные слои, размерные, текстовые и табличные стили. Думаю, что это очевидно, поэтому безусловно принимаем, что чертежи у всех инженеров компании будут оформлены одинаково, и больше об этом я упоминать не буду.

Будет правильно, если начальник КБ самостоятельно сделает базовый файл с осями из КМ для корректной привязки и организует структуру на общем хранилище Storage.

Начальная структура уже организована. Если перейти в Pilot-ICE и нажать «показать файлы на диске», то мы увидим пустые пока папки разделов КМ и КМД, которые уже лежат на диске Pilot- Storage с общим доступом. В папку «КМ» я положил проект соответствующей марки, полученный от заказчика, а папка «КМД» и есть наша рабочая папка. Работать мы будем прямо с ней, без промежуточных мест хранения на винчестере компьютера.

Для организации структуры будет достаточно создать в папке КМД ряд папок для подсборок. В данном проекте это: балки, колонны, лестница, ограждения, оси, площадки, связи, спецификация.

Теперь, когда среда проектирования, общее пространство с осями и структура проекта подготовлены, Chief может «включить начальника» и разослать задания инженерам.

Моделирование силами сотрудников

Так как в реальности нет «среднего конструктора» и возможности у всех разные, то и распределение работы может быть неравномерным. Менее опытный инженер-конструктор Cons-1 получил задание на проектирование лестницы. Инженер-конструктор со стажем Cons-2 – колонны и площадку. Очень важно правильно оценивать силы подчинённых. После получения задания (есть оповещения, история заданий и т. д.) конструкторы могут приступить к работе. И выглядеть это будет примерно так:

Часть III: Электронный документооборот

C готовым проектом нужно что-то делать. Минимум – распечатать. Силами одного Автокада возможна «распечатка в .pdf». Подразумевается, что все наши детали, монтажные узлы и конструкции уже – на листах, уже обработаны с помощью ModelDoc, и есть возможность собрать все в подшивку (sheetset) и запустить процесс печати в .pdf. Тогда у нас будет .pdf-ка, которую удобно распечатывать и пересылать заказчику или архитектору на согласование...

Но есть вариант лучше – распечатать проект из AutoCAD в Pilot-ICE с помощью виртуального принтера Pilot-XPS:

Собрав проект таким образом и подключив к системе прохождения проектов необходимых сотрудников, мы получаем электронный документооборот не на словах, а на деле. И с большим количеством преимуществ:

• Подшивка чертежей, в отличие от единого документа .pdf, не монолитная, а значит не нужно «перепечатывать» всё, когда что-то поменялось в одном чертеже;
• Проекты Pilot представляют из себя электронный архив, хранящий сопутствующую информацию вроде писем, заданий, исправлений, дат;
• В этой системе, благодаря электронной подписи, можно организовать процессы согласования, что удобно для крупных компаний;
• Неужели человечество сможет обходиться без бумажных документов?

Часть IV: Резюме

Практика показывает, что даже небольшие металлоконструкции лучше сразу проектировать по методу 3D+XREF. Во-первых, некоторая потеря времени (из-за которой многие предпочитают ручной метод двумерного рисования), связанная с организацией среды и структуры перед началом проектирования, будет гарантированно компенсирована удобством и скоростью создания комплектов чертежей из моделей. Во-вторых, ничто так не обезопасит от ошибок, особенно ошибок в сопряжении деталей, как качественная 3D сборка. В-третьих, с чертежами, полученными с помощью модуля ModelDoc, удобно работать и производству, и монтажникам.

Итак: оперативность, достоверность, наглядность. Что добавить сверх этого?!

Конечно, еще большую оперативность! С`est la vie, для стройки качеством №1 чаще всего является именно оперативность, и руководители проектов обещают закрывать глаза на недочёты, лишь бы проект появился у них поскорее… Но верить таким обещаниям нельзя – «сырой» проект всегда является источником последующих проблем, а ответственность в этом случае, кто бы что ни говорил, ложится на проектировщика.

Поэтому жертвовать качеством, выпуская полуфабрикаты, ни в коем случае нельзя. Это приведет лишь к снижению профессионального рейтинга.

Добывайте скорость проектирования с помощью организации многопоточной работы нескольких конструкторов, как, например, это было описано в части 2 этой статьи.

Добивайтесь ответственности сотрудников, в том числе руководителей других подразделений организации, документируя каждое распоряжение, каждое согласование, каждое изменение в среде одной из систем электронного документооборота. Удивительным образом это приведет к еще большему увеличению скорости и меньшим затратам сил и нервов.