Paradigma 3DExperience: CATIA V6

Pentru marii producători din industriile automobilelor, aviatică şi navală, trecerea platformei informatice PLM de la o versiune la alta este o chestiune utilă dar şi complicată (implementările de soluţii CAD/CAE/CAM/PDM întinzându-se pe zeci/sute de staţii de lucru). Update-ul aduce provocări referitoare la reorganizarea fără discontinuităţi a fluxului de dezvoltare a produselor, dar şi la preluarea de colecţii de modele digitale, de reguli şi standarde – totul fiind integrat în structuri ierarhice de proiectare, inginerie şi fabricaţie. Pentru soluţiile PLM de la Dassault Systèmes, 2014 este anul masivei tranziţii de la V5 la V6. Vă propun să iterăm, motivaţional, câteva dintre avantajele pe care le aduce CATIA V6.

Contextul proiectelor mecanice

În abordarea integrată PLM (inevitabilă pentru producătorii majori), platforma informatică trebuie să răspundă cât mai bine unor cerinţe generice (auto)impuse la proiectarea/dezvoltarea de produse noi:

• receptarea specificaţiilor de proiect (cuprinderea şi înţelegerea cerinţelor produsului ce se creează) şi urmărirea respectării acestora pe durata proiectării;
• planificarea în timp a fazelor de proiectare (constructivă şi tehnologică) şi respectarea termenelor;
• definirea legăturilor de colaborare (verticală şi orizontală) şi monitorizarea conlucrării echipelor;
• refolosirea experienţei anterioare (reutilizarea de componente, practici şi proceduri din proiecte stocate în ,,memoria’’ PLM);
• posibilitatea/necesitatea de a introduce/exploata soluţii inovative;
• dezvoltarea de abilităţi şi competenţe înalte de proiectare (perfecţionarea resurselor umane şi a procedurilor de lucru pentru a facilita obţinerea de produse performante).

Aceasta pare o înşiruire ambiţioasă, dar în vremurile actuale nu ne mai surprinde: teoretic, ar trebui ca organizaţiile în care se derulează masiv/frecvent procese de proiectare (şi nu doar din sfera MCAD) să-şi asume cu entuziasm un asemenea ghid de management.

Revenind la Dassault Systèmes, trebuie spus că există – prin ENOVIA – o soluţie informatică ce urmăreşte concertat şi analitic integrarea acestui cod sintetic. Aceasta include în infrastructura PLM şi gestionarea resurselor umane, a resurselor de comunicare internet şi a resurselor informatice ,,cloud’’ (de stocare de date/documente de proiectare în „nor de date”).

Imersarea într-un 3D continuu

Încă de la primele contacte cu noul CATIA (şi mă refer, în primul rând, la soluţia MCAD, adică la nucleul destinat proiectării de piese şi ansambluri tridimensionale) putem simţi o rafinare a interfeţei cu utilizatorul, ceea ce sugerează o imersiune suplă în spaţiile 3D. Aşa că vom urmări pe parcurs filonul promovat de paradigma ,,3DEXPERIENCE’’, pe care Dassault Systèmes şi-a propus-o pentru trecerea la V6.

CATIA V6 îngăduie gestionarea facilă şi completă a ansamblurilor mari. Avem o navigare fluentă şi intuitivă, facilităţi de filtrare a categoriilor de componente de proiect, precum şi o identificare facilă a pieselor. Vom ob­­-
serva o asistenţă evoluată la inserarea de piese în ansam­bluri. Şi – apropo de inserarea componentelor – CATIA se descurcă tot mai bine cu piese aduse din alte medii MCAD: nu avem doar asistenţa intuitivă de introducere în ansamblu (incluzând aici şi definirea constrângerilor de asamblare), ci şi posibilitatea de a ajusta formele importate (fără reconstituirea entităţilor de modelare – de exemplu, putem deplasa găurile de prindere ale piesei pentru a se potrivi cu prezoanele din ansamblul gazdă).

Dacă tot am pomenit de constrângeri, vom remarca faptul că simularea cinematică a ansamblului (parcurgerea libertăţilor permise componentelor mecanismului) exploatează fluent constrângerile de la constituirea ansamblului. Şi, apropo de analize cinematice, aflăm că pentru simularea ansamblurilor mari (agregând multe subansambluri) se pot combina unitar mai multe cinematici elementare (mişcarea finală se va baza deci pe o simulare ierarhizată). De asemenea, poziţiile mecanismului pot fi salvate (pentru referiri ulterioare) în colecţia „CATIA Knowledgeware”. Şi – pentru că în urma analizei cinematice e posibil să observăm situaţii critice: blocaje, coliziuni, alterări ale toleranţelor de mişcare în evoluţia componentelor, apropieri neconforme – sistemul ne va permite modificarea pe loc a unor  piese în contextul ansamblului şi, apoi, reluarea simulării cinematice. La verificările privind coliziunile/contactele dintre componente avem posibilitatea de a revizui constrângerile (de asamblare sau de mişcare), precum şi o uimitoare (şi folositoare) facilitate de vizualizare prin secţionare dinamică a pieselor.

Nucleul CATIA a ajuns la o maturitate MCAD remarcabilă: modificarea de forme (entităţi de mode­lare 3D dar şi suprafeţe neconvenţionale) se prezintă la cote înalte. Ne sunt permise inclusiv operaţiuni delicate, precum verificări ale prelucrabilităţii, ştiut fiind că, în cazul anumitor racordări, sau la cavităţi înguste ori la protuberanţe subţiri, procesul tehnologic – fie el unul substractiv, adică de aşchiere din semifabricat, fie el prin turnare în matriţă – pot apărea incompatibilităţi tehnologice. Şi acestea pot fi imediat urmate de reveniri în faza de modelare a formelor. Asemenea iteraţii se pot întreprinde şi pentru optimizări de forme din alte motive (ranforsări structurale, design stilistic, autoventilaţie, economie de energie, economie de material, ş.a.m.d.).

Şi partea de pregătire şi de generare a desenelor tehnice (pentru fabricaţie, montaj sau exploatare) este bine servită de CATIA. (Firesc, orice modificări aplicate ulterior componentelor de proiect se vor reflecta în vederile desenului tehnic.) Aici, însă, vom nota un efect reformator al abordării „3D Master”: posibilitatea de a renunţa la desenele tehnice filare prin acceptarea ca în documentaţiile tehnice vederile componentelor de proiect să fie vederi randate (chiar şi pentru secţiuni), însă completate cu toate detaliile necesare fabricaţiei. (Aflăm că recent firma Toyota a adoptat integral această reformă în contextul migrării spre versiunea V6.)

Inginerie colaborativă şi integrativă

Spuneam mai devreme că ENOVIA se ocupă explicit de asigurarea cooperării necesare la proiectele mari. Însă, astfel de facilităţi cvasi-administrative se infiltrează şi în mediul CATIA.

La proiectarea de ansambluri mecanice, constituite din componente conceptute în diverse locaţii de pe glob, sistemul asigură conlucrarea în timp real: transmiterea cerinţelor de proiectare, diseminarea/accesarea via VPN (Virtual Private Network)/internet/cloud a componentelor de ansmablu (piese sau subansamble produse de terţi), semnalări la modificarea ulterioară a componentelor, transmiterea cererilor de modificare dinspre integrator spre terţi, notificarea cerinţelor locale de potrivire a constrângerilor de asamblare etc.

În aceeaşi idee de unificare şi fluidizare a proceselor, CATIA V6 permite colectarea facilă (realizată uneori transparent/implicit) a metadatelor de proiect (date tehnice, administrative, economice): NewPDM integrează o multitudine de aspecte PLM (şi chiar ERP) şi – asigurând disemi­narea facilă a informaţiilor (eventual agregate ca prototip digital al produsului proiectat) – ajută inclusiv eforturile de simulare şi de optimizare a fabricaţiei produsului.

Funcţiunile PDM integrate în mediul PLM pot ajuta şi acea frustrantă cerinţă de urmărire a producţiei („traceabi­lity”, impropriu tradusă uneori ca „trasabilitate”), apărută din dorinţa firească a managerilor de a afla oricând în ce fază se află proiectul, ori în ce stadiu este produsul, sau în ce stare se găsesc resursele (tehnologice, mai ales) implicate.

Clienţi majori CATIA: • BMW, Porsche, Daimler AG, Chrysler, Honda, Audi, Jaguar Land Rover, Mercedes, Volkswagen, SEAT, Škoda, Bentley Motors, Volvo, Fiat, Benteler International, PSA Peugeot Citroën, Renault, Toyota, Ford, Scania, Hyundai, Tesla Motors, Rolls-Royce Motors, Valmet Automotive, Proton, Elba, Tata Motors, Bertrandt AG, Bombardier Transportation; • Airbus, Boeing, Aerospatiale, Lockheed Martin, Bell Helicopter, AgustaWestland, GD Electric Boat, Newport News Shipbuilding; Beneteau Group; General Dynamics, Technip; • Schuler, Metso, Claas, Alstom Power, ABB Group, Staubli, Valmet; Black & Decker, Electrolux, Sony, ş.a.m.d.

 Mircea Băduț este inginer, consultant CAD/IT