Рассмотрена концепция интеграции систем инженерного анализа с PDM-системами

Александр Чернов, обозреватель журнала «ANSYS Solutions. Русская редакция»

Современные требования к построению информационного пространства пред­приятия неразрывно связаны с органи­зацией управления данными об изделии (PDM) и сбором необходимой информа­ции для работы системы планирования и управления ресурсами предприятия (ERP). Руководители IT-подразделений, ответственные за внедрение CAD/CAM/ CAE/PDM/PLM-технологий, часто задают­ся вопросом о месте систем инженерного анализа (CAE) в едином информационном пространстве своей компании.

На данный момент назрела достаточно серьез­ная необходимость замены привычной системы «бумажного» документооборота. Ведение ар­хива технической документации в электронном виде с автоматизацией процессов прохожде­ния, согласования и утверждения документов стало визитной карточкой многих современных предприятий. Однако вопрос систематизации документооборота в сфере разработки и проек­тирования изделий до сих пор представляется весьма сложной и трудоемкой задачей. Но шаги в этом направлении уже делаются.

На многих российских предприятиях уже накоплен достаточно большой опыт внедрения PDM-систем. Об эффективности применения систем управления жизненным циклом изделий написано множество статей. Основная цель внед­рения таких систем — получение полного контро­ля над всеми информационными потоками, воз­никающими при проектировании и производстве изделий. Быстрое получение информации о теку­щем состоянии работ по проектированию и изго­товлению изделий обеспечивает эффективный контроль и планирование развития компании. В этом ряду важным фактором является обеспе­чение информационной безопасности и защита прав интеллектуальной собственности компании на все электронные данные, создаваемые со­трудниками в процессе разработки изделия.

Одним из самых серьезных вопросов явля­ется статус информационных данных, которые поступают из проектных подразделений компа­нии. Типичная схема в российских компаниях, когда после выполнения расчетных работ вся ин­формация о результатах фиксируется в различ­ного рода отчетах, оказывается неэффективной. При таком подходе крайне затруднено восста­новление методики расчета, принимаемых до­пущений и рабочих материалов. Возникает ситу­ация, в которой компания, обладающая правом собственности на информационные данные, не имеет возможности ни оформить это владение, ни структурировать и сохранить эти данные. Это может привести к утере расчетных и методичес­ких данных по решению трудоемких задач инже­нерного анализа, и тем самым негативно повли­ять на функционирование компании.

На данный момент среди продуктов ком­пании ANSYS, Inc. имеется модуль, обеспечива­ющий необходимую связь между инженерным анализом и PDM-системой.

С выходом 7-й версии линейки программ­ных продуктов компании ANSYS стала разви­ваться новая среда для разработки и адапта­ции существующих CAD/CAE/PDM-модулей — ANSYS Workbench Environment. С тех пор многие специалисты по CAE-технологиям задаются од­ним и тем же вопросом: «Что это за новая среда и какие она дает преимущества инженерам по компьютерному моделированию в сравнении с существующим подходом к организации науко­емких расчетов? Почему ANSYS так упорно ее развивает, вкладывая большие материальные и интеллектуальные ресурсы?»

Действительно, почему? Вроде бы все уже есть: неплохой геометрический препроцессор, мо­дули для выполнения прочностных расчетов, ана­лиза температурного состояния, низкочастотного электромагнитного анализа, для решения задач вычислительной гидродинамики; генерации сетки; развитые средства постпроцессинга. Вместе с тем очевидно, что в существующий графический интер­фейс легко можно будет встроить лишь решатели сторонних разработчиков, для которых достаточно написать компиляторы по перекодировке исходных данных, создаваемых с помощью препроцессора PREP7 ANSYS в коды их решателей. Разделы же графического интерфейса придется дописывать заново, перестраивая функции работы сторонних программ под структуру выбора и обработки объ­ектов в существующей архитектуре программного комплекса ANSYS. Интеграции на уровне графи­ческого интерфейса добиться весьма трудно из-за сложной архитектуры используемого языка напи­сания графического интерфейса Tcl/Tk.

Таким образом, возникла необходимость создания новой программной платформы. Разработка расчетной интегрирующей среды (ANSYS Workbench Environment) началась в 2000 году.

В ANSYS Workbench Environment реали­зованы все преимущества web-технологий. Ис­пользуется стандартный интерфейс COM ком­пании Microsoft. Этот интерфейс является осно­вой многих объектных технологий, в том числе OLE и ActiveX. Также при разработке ANSYS Workbench применялись XML, Java Script, C++, HTML, Fortran. Благодаря этому компания ANSYS достаточно быстро осуществила тесную интеграцию в единую среду информационного проекта Workbench недавно приобретенных мо­дулей CFX-Pre, CFX-Solve, CFX-Post, ICEM CFD, BladeGen, CFX TurboGrid.

В настоящий момент ANSYS Workbench — единственная в своем роде среда разработки и адаптации существующих CAD/CAE/PDM-модулей.

На рис. 1 показаны логотипы лучших в сво­ем классе CAE-решений: в расчетных техноло­гиях —  ANSYS, в генерации сетки — ICEM CFD, в решении задач вычислительной гидродинами­ки — CFX. Также следует обратить внимание, что на базе ANSYS Workbench в кратчайшие сроки были разработаны специализированные модули: CFX- Mesh, DesignModeler, FEModeler, DesignXplorer. Все эти модули запускаются, управляются и тесно взаимодействуют друг с другом, обмени­ваются данными между собой в едином инфор­мационном пространстве проекта Workbench. На рис. 2 представлена структура доступ­ных модулей для новой версии ANSYS 10.0.

Но этим возможности ANSYS Workbench не ограничиваются, а потому самое время вновь вер­нуться к разговору о месте данных и результатов расчетов CAE-систем в информационном про­странстве предприятия. Сразу хочется отметить факт реализации на платформе ANSYS Workbench интерфейса с PDM-системой Teamcenter компа­нии UGS для расчетного модуля DesignSimulation. Этот интерфейс позволяет напрямую сохранять файлы расчета в базу данных Teamcenter, которая структурно относится к документу CAD-модели и для которой, собственно, и проводился CAE-рас- чет. На рис. 3 представлен штатный процесс рабо­ты в среде PDM-системы Teamcenter: расчет в модуле DesignSimulation, последующая регистрация файла результатов в базе данных электронного архива UGS Teamcenter.

Данный проект был успешно реализован в одной из ведущих российских компаний, рабо­тающих в секторе энергетического машиностро­ения.