M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.1 CA - technologie ÚVOD Martin HYNEK Západočeská univerzita v Plzni Katedra konstruování strojů e-mail: hynek@ kks.zcu.cz únor 2009
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.2 Obsah přednp ednášky Úvod CA-systémy CA-technologie Aspekty nasazení a použití Technické prostředky Rozdělení CA-systémů CA-technologie na ZČU Concurrent Engineering
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.3 Ovlivnění výrobních nákladn kladů 70 60 50 Vliv na výrobní náklady Náklady na vlastní činnost 40 70% 30 20 36% 40% 10 0 6% Konstrukce Vývoj 20% TPV Výroba 7% Nákup MTZ 3% 18% Prodej Administrativa
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.4 CA-syst systémy (pojmy, technické prostředky, rozdělen lení systémů,, vývojové trendy)
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.5 CAD Historie Nová generace CAD systémů Sketchpad AD2000 CD2000 Medusa Anvil SDRC IDeas Computer Vision CATIA 4 CADDS 5 Intergraph Unigraphics CADKey Euclid AutoCAD ProE SolidEdge SolidWorks Inventor CATIA v5 NX (unigraphics,ideas), Přetrvávají CATIA v4 (aut. prům.) CADDS 5 (loď. let. prům., ) I-deas Autocad 2007
CAD Historie M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.6 CAD (srovnání s papírovou výkr. dokumentací) 2X - 10X zvýšení produktivity u stejné konstrukce Více jak 200X - 1000X zvýšení produktivity v oblasti konstrukčních změn Proč Objemové Modelování? Reálná počítačová representace Pasování(Fit)/kolize(interference) Virtualní prototypy Společná data pro Analysis (FEA, FDM, Boundary Element, Kinematics, etc.) Rapid prototyping CAM Data exchange Automatizování výkresů
CAD History M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.7 CAD nevýhody (zápory) Přehnaná očekávání (od nových uživatelů) Cena zavedení a podpory Změny ve skladbě zaměstnanců Legacy data Cost to stay in the game! Neustále se zvyšující složitost SW a tím i nároky na HW Provázanost -> chyba se projeví i v dalších činnostech (Propagation of error) Exponenciální růst množství data Potřeba PDM systemů pro správu dat Ztráta kreativity?
Feature-based M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.8 CAD Terminology Tělesa jsou definována pomocí pokročilých prvků jakými jsou vytažení(extrusions), tažení po křivce (sweeps), odřezání (cuts), díry (holes), sražení (chamfers), zaoblení (fillets, rounds), kapsy (slots), žebra (ribs) atd. spíše než pomocí základní geometrie jako např. čáry (lines), oblouky (arcs), a kružnice (circles) Parametric Fyzický tvar tělesa je řízen kótami (dimensions),vazbami (relations), a vlastnostmi (attributes) jeho prvků (features), jenž mohou být kdykoli změněny, a které automaticky se projeví v geometrii tělesa. Obousměrná asociativita (Bi-directional associativity) Změny provedené ve skice, partu, sestavě, nebo výkresu se automaticky projeví ve všech datech.
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.9 Rodič/potomek vztahy (Parent/child relationships) Všechny prvky (features) jsou svázány minimálně s s jedním dalším prvkem (feature). Prvek(feature)-potomek je závislý na prvku(feature)-rodiči. Změna rodiče může změnit prvek-potomek. Smazání prvku-rodiče způsobí ztrátu prvku-potomka. ProE používá koncept vazeb Rodič/potomek, a umožňuje řízení a přesměrování těchto vazeb. Hierarchický přístup (Hierarchical approach) Všechny prvky (features) mají rodokmen, znamenající pořadí a rodiče Jednoduchý ale robustní přístup k parametrickému CADu Obtížně podporuje ne-parametrické postupy v CAD modelech Variační přístup (Variational approach) Více matematický přístup k CAD CAD Terminology Méně strukturovaný, ale více výpočetně náročný přístup Podporuje ne-parametrické postupy v CAD modelech
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.10 CAD Terminology Objemové modelování (Solid Modeling) Těleso je modelováno matematikou pro objemy. Všechny typické informace pro objem jsou dostupné, jako např. hmotnost, těžiště, momenty setrvačnosti atd. Pomocí objemového modelování nelze vytvořit vysoce komplikovanou geometrii. Sweep B-Rep Constructive Solid Geometry (CSG) Modelování drátové (Wire Frame Modeling) Těleso je modelováno pomocí čar, oblouků, a křivek definovaných koncovými a řídícími body. Plošné modelování (Surface Modeling) Těleso je modelováno pomocí mozajky (e.g. quilt) matematických ploch (e.g. planes, or splined surfaces).
Sweep M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.11 CAD Terminology 2D profil tažený podél trajektorie Intuitivní, jednoduché pro uživatele Náročné výpočetně, náročný popis a reprezentace Obálková (Boundary) Representation (BREP) Reprezentuje plochy jako plošnou síť mesh Může popisovat plochy např soch, modelů. Náročné výpočetně, náročný popis a reprezentace Výpočet objemových informací je možný Constructive Solid Geometry (CGS) Kombinuje základní stavební bloky k tvorbě těles Používá Booleovské operace k tvorbě komplexních těles Fairly straight-forward internal representation Náročné výpočetně Nelze popisovat plochy např soch, modelů
CA - technologie M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.12 CIM - Computer Integrated Manufacturing automatizovaná výroba CAD - Computer Aided Design Computer Aided Disaster počítačem podporovaný návrh počítačem podporované neštěstí MCAD - Mechanical Computer Aided Design počítačem podporovaný návrh ve strojírenství CADD - Computer Aided Design and Drafting počítačem podporovaná tvorba výrobních výkresů CAE - CAM - Computer Aided Engineering počítačem podporovaná analýza návrhu (výpočty) Computer Aided Manufacturing počítačem podporovaná výroba
CA - technologie M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.13 CAP - CAT - CAQ - CAA - PPS - PDM - EDM - Computer Aided Process Planning počítačem podporované plánování Computer Aided Testing počítačem podporované testování Computer Aided Quality počítačem podporované řízení kvality Computer Aided Assembly počítačem podporovaná montáž (podobně CAR -... Robotics) Product Planning System produkčně plánovací systém Product Data Managment správa dat o produktu Electronic Data Managment
CA - technologie M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.14 Concurrent Engineering a Cooperative Engineering Digital Prototyping, Virtual Prototyping, Virtual Manufacturing Rapid Prototyping Reverse Engineering.....
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.15 CIM Konstrukce Příprava výroby Výroba CAE CAD CAPP CAM CAR CAQ C I M
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.16 Aspekty nasazení CA - technologií TECHNOLOGIE HW : PC x PW x WS, periferie, sítě,... SW : OS, malé x střední x velké CAD, PDM,... PROCESY organizace řízení, přístup k datům, řízení procesů, změny syst. práce, technologická kázeň,... LIDÉ teoretický x praktický potenciál (zkušenosti, znalosti x přispůsobivost) noví lidé (nové znalosti, kreativnost, pružnost,...)... samotná technologie bez změny procesů přinese max. 15% celkového dosažitelného přínosu... (Zdroj : A.T.Kearney)
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.17 Technické prostředky : PC (Personal Computer) Izolované pracoviště počítač (od 15 tis. Kč) tiskárna (od 5 tis. Kč) plotr (od 60 tis. Kč) základní software CAD/CAM software Důležité paměť monitor CAD/CAM software Síťové řešení server sdílený plotr sdílená disková kapacita Důležité více účelů topologie sítě výběr software
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.18 Technické prostředky : PW (Personal Workstation) VW (Visual Workstation) -SGI Pracovní stanice (Windows XP) stanice - od 30 tis. Kč periferie jako u PC paměť od 1 GB provoz středních i velkých CAD/CAM systémů hardwarová podpora 3D grafiky
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.19 Technické prostředky : WS (Workstation) Pracovní stanice (UNIX) stanice (SGI,HP, IBM,SUN) - od 300 tis. Kč periferie jako u PC paměť od 4 GB provoz velkých CAD/CAM systémů Důležité hardwarová podpora 3D grafiky operační systém UNIX (síťová podpora)
Rozdělen lení systémů Životní cyklus výrobku Modelování výrobku 3D modelování 2D modelování M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.20 Očekáváná činnost CAD/CAM/ CAE PDM/PLM/ C3P Kreslení Malé systémy Střední systémy Velké systémy
Rozdělen lení systémů 1000 M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.21 Cena (řádově v tis. Kč) 500 100 10 Malé systémy Střední systémy Velké systémy
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.22 Rozdělen lení systémů Unix WS 2-16GB Hardware XP PW 1GB Pentium 4 1GB Pentium III 500MB Malé systémy Střední systémy Velké systémy
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.23 Rozdělen lení systémů Partnerství Podpora uživatele Plná podpora Základní podpora Prodej Malé systémy Střední systémy Velké systémy
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.24 Rozdělen lení CAD/CAM systémů Malé systémy AutoCAD LT, DesignCAD, Drafix, Imagineer, OtherCAD Střední systémy Inventor, CADkey, Cimatron, MicroStation, Solid Edge, Solid Works, VariCAD, TEBIS I-DEAS, UG, Pro/Desktop, Pro/Engineer Velké systémy CADDS5, Pro/Engineer, CATIA, Euclid, I-DEAS, Unigraphics???
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.25 Stav trhu s CAD/CAM produkty (rok 2008) Velké systémy AutoCAD LT LT Inventor Pro/Desktop Pro/Engineer AutoCAD DesignWave CADDS5 OtherCAD DesignCAD Drafix Drafix Microstation VariCAD Cimatron SolidEdge I-DEAS NX NX Unigraphics NX NX Euclid Euclid Malé systémy CADKEY Středn ední systémy SolidWorks CATIA CATIA v5 v5 CATIA CATIA v4 v4
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.26 Geometrické jádro SolidWorks CAD systémy AutoCAD Mechanical Desktop 2.0 2.0 CADKEY INVENTOR DesignWave Solid Solid Edge Edge UG/Creator Unigraphics NX NX? Euclid Euclid ACIS ACIS PARASOLID CAS.CADE Geometrické jádro
NX U i hi M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.27 Velké systémy CADDS5 (Computervision, PTC)???? CATIA (francouzský Dessault, IBM) Euclid (francouzská Matra Datavision - Dessault, IBM)???? I-DEAS (Structural Dynamic Research Corporation - Siemens) Pro/Engineer (Parametric Technology Corporation - PTC)
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.28 CA-technologie na ZČUZ
CA-syst systémy na ZČUZ M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.29 Malé a Střední CA-systémy : AutoCAD 2009(multilicence) Inventor (KKS a FEL) Solid Works (na Ped.) Solid Edge (CD pro studenty) Střední a Velké CA-systémy : I-DEAS NX (multilicence) KKS Pro/Engineer (multilicence) KKS Unigraphics NX(multilicence) KKS Catia v5 (multilicence) KTO,KKS, KME, UUD
M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.30 HW pro CA-syst systémy na ZČU-KKSZ Public laboratoře UI203: 11 PC - DELL (P4-windowsXP, 3D grafika, 1GB, 20 monitory) KKS laboratoře : 10 PC HP UL107 (grafika, min 1GB, 20 ) 10 PC HP UL109 (grafika, min 1GB, 20 ) 3D scaner Leica hp designjet 500 Microscribe
Závěr r a shrnutí M. HYNEK : Přednáška CA-technologie: ÚVOD str.31