Inteligentniejsze projektowanie dzięki integracji CAD-PLM

Dlaczego CAD jest tak kluczowy w całym procesie rozwoju produktu?

Jedną z największych zalet systemów CAD jest ich niezwykła wszechstronność. Rozwiązania te wykraczają daleko poza tradycyjne programowanie obrabiarek NC. Ich szerokie spektrum zastosowań obejmuje projektowanie i modelowanie bryłowe, powierzchniowe oraz hybrydowe, a także tworzenie fotorealistycznych wizualizacji produktów oraz symulację pracy maszyn, robotów i całych procesów produkcyjnych. CAD znajduje również szerokie zastosowanie w obszarze CAM (komputerowo wspomagane wytwarzanie) – tobejmując frezowanie, toczenie czy cięcie laserowe – oraz w przygotowywaniu modeli STL do druku 3D. Przykładem zaawansowanego wykorzystania tych danych jest analiza MES (metoda elementów skończonych), która pozwala przewidzieć reakcję produktu na czynniki fizyczne, takie jak odkształcenia czy obciążenia termiczne. Można by wymienić znacznie więcej funkcji, jednak wniosek pozostaje jeden: systemy CAD to niezastąpione, wielofunkcyjne narzędzia nowoczesnej inżynierii.

Zarządzanie przyrostem danych

Cyfryzacja rysunków technicznych była przełomem w rozwoju systemów CAD, jednak jej efektem ubocznym stał się ogromny – i często niemożliwy do opanowania – przyrost danych. Przedsiębiorstwa rozwijające zaawansowane produkty operują dziś na tysiącach, a nawet milionach komponentów, złożeń i powiązanych z nimi dokumentów. Każdy z tych elementów generuje kolejne wersje oraz gąszcz skomplikowanych współzależności. Sytuację potęguje fakt, że współczesne produkty są nierozerwalnie połączone z elektroniką i oprogramowaniem. Tymczasem systemy CAD, zaprojektowane z myślą o kreowaniu geometrii, a nie o administrowaniu procesami, nie są przystosowane do tak wszechstronnego zarządzania danymi.

Ryzyko przeciążenia informacjami

Poważne wyzwania pojawiają się w obszarach takich jak identyfikowalność (traceability), zarządzanie wariantami, klasyfikacja, procesy zmian czy integracja z systemami klasy ERP (planowanie zasobów przedsiębiorstwa) czy PIM (zarządzanie informacją o produkcie). Często dane produkcyjne lub finansowe są wprowadzane bezpośrednio do struktury modelu CAD, co sprawia, że dokumentacja staje się przeładowana informacjami. W takim chaosie nawet doświadczeni projektanci mogą łatwo stracić orientację, co drastycznie obniża efektywność i zwiększa ryzyko kosztownych błędów.

Integracja PLM-CAD

Aby zachować pełną kontrolę, zwiększyć efektywność i zminimalizować ryzyko błędów, dane produktowe powinny zostać odseparowane od modelu CAD i przechowywane niezależnie. Kluczowym elementem jest automatyczna synchronizacja z nadrzędnym źródłem danych (tzw. Single Source of Truth). Taką funkcjonalność oferują systemy PLM (zarządzanie cyklem życia produktu). Platformy te integrują kluczowe obszary, takie jak inżynieria, projektowanie, produkcja, symulacja, definicja oparta na modelach (MBD) oraz zarządzanie danymi CAD. Ponieważ każda z tych dziedzin ma unikalne wymagania, specyficzne narzędzia – w tym systemy CAD – są integrowane w ramach wspólnego środowiska. Połączenie rozwiązań PLM i CAD nie tylko konsoliduje dane z różnych systemów, ale tworzy uporządkowane i sprawne środowisko rozwoju produktu. Główną korzyścią jest powszechny dostęp do spójnych i aktualnych danych w całej organizacji.

Wprowadzenie 'Definicji Inżynierskiej’

Wychodząc naprzeciw tym potrzebom, oparta na chmurze platforma 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes wprowadza koncepcję „definicji inżynierskiej” (Engineering Definition). Jest to obiekt danych powiązany z modelem lub rysunkiem, który przechowuje kluczowe informacje w ramach własnego systemu kontroli wersji. W efekcie powracamy do modelu skoncentrowanego na CAD (CAD-centric), w którym informacje i procesy są tworzone w kontekście projektu, ale przechowywane zewnętrznie. Dzięki temu modele pozostają „czyste”, umożliwiając jednocześnie intuicyjną wizualizację wszystkich powiązanych danych

Wizualizacja w oparciu o wiele rzutów model

Oprogramowanie PLM firmy Dassault Systèmes pozwala użytkownikom na definiowanie różnych perspektyw w obrębie modelu CAD. Przykładowo, „widok inżynierski” wizualizuje geometrię 3D, umożliwiając dostęp do danych projektowych oraz ich modyfikację. Z kolei kierownik produktu może konfigurować warianty lub przeglądać informacje o produkcie bez konieczności posiadania licencji CAD, dodając opinie i uwagi bezpośrednio na modelu. Jednocześnie dane wytwórcze mogą być prezentowane w „widoku produkcyjnym” bez ingerencji w ustawienia inżynierskie. Taka elastyczność sprawia, że użytkownicy mogą przeglądać i edytować kluczowe informacje niezależnie od posiadanych narzędzi CAD.

Podsumowanie

Efektywna integracja systemów PLM i CAD przynosi największe korzyści zespołom projektowym i rozwojowym. Eliminuje ona konieczność gwałtownych zmian technologicznych, ponieważ inżynierowie kontynuują pracę w znanym sobie środowisku CAD, podczas gdy ich dane są bezpiecznie przechowywane i zarządzane zewnętrznie. Co istotne, informacje te stają się dostępne dla całej organizacji, a ścisła współpraca między działami generuje dodatkową wartość biznesową. Dane projektowe mogą być przeglądane, zatwierdzane i modyfikowane bezpośrednio w systemie CAD, co gwarantuje, że zespoły zawsze pracują na aktualnych wersjach, bez trudu śledząc zmiany i komunikując się ze sobą. Rezultatem jest mniejsza liczba błędów, wyższa efektywność oraz lepsza jakość produktów przy niższych kosztach

Uwagi autora

• Jakie procesy są realizowane za pomocą CAD?
  Narzędzia CAD są dostępne do szerokiej gamy zadań. Projektowanie i konstruowanie, CAM (frezowanie, toczenie, obróbka elektroerozyjna, cięcie laserowe), produkcja NC i modelowanie STL to tylko kilka przykładów.
• Jak działa integracja PLM-CAD?
  Integracja jest osiągana poprzez platformy takie jak platforma 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes. Networking upraszcza współpracę między wszystkimi zespołami.
• Dlaczego firmy powinny używać CAD w połączeniu z PLM?
  PLM umożliwia oddzielenie danych produktowych od modelu CAD, przechowywanie ich osobno i automatyczne aktualizowanie w centralnej lokalizacji, gdy zachodzą zmiany. Minimalizuje to ryzyko błędów i zwiększa efektywność, szczególnie w projektowaniu i rozwoju.
• Co dobra integracja CAD-PLM oznacza dla pracy zespołów projektowych i rozwojowych?
  Nie muszą niczego zmieniać. Nadal pracują w preferowanym środowisku CAD i mogą polegać na tym, że ich dane są zarządzane bezpiecznie i w ustrukturyzowany sposób. Różnica polega jednak na tym, że dane są dostępne dla procesów całej firmy.
• Jakie są korzyści z integracji CAD z PLM?
  Projektanci w szczególności czerpią korzyści z wielopoziomowej integracji danych: mogą one być sprawnie pobierane, zatwierdzane, modyfikowane i zapisywane bezpośrednio w środowisku CAD. Cały zespół operuje na tym samym, aktualnym źródle danych produktowych, co pozwala na precyzyjne śledzenie zmian i płynną komunikację. W efekcie ryzyko błędów zostaje zminimalizowane, efektywność procesów rośnie, a wyższa jakość produktów idzie w parze z optymalizacją kosztów.