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.