Menținându-se în tendințele moderne ale modeloarelor de solide (MCAD), versiunea actuală a software-ului ,,Solid Edge’’ aduce o serie de optimizări vizând fluidizarea activităților de proiectare, și face aceasta atât prin funcțiile de modelare a pieselor și ansamblurilor (unde beneficiem inclusiv de o reformă a interfeței grafice cu utilizatorul) cât și prin facilitățile colaterale: conectare cu activități adiacente (CAE/CAM/PDM); colaborare cu specialiștii implicați (analiză/simulare; pregătirea fabricației); diseminarea proiectelor; licențierea flexibilă și dinamică.
Înainte de a ne apropia de noutăţile ediţiei Solid Edge 2023 trebuie spus că software-ul face parte din Siemens Xcelerator (o platformă digitală deschisă destinată să faciliteze informatizarea industriilor beneficiare) alături de soluţii software precum NX (fost Unigraphics), Tecnomatix, NX for Manufacturing, Siemens EDA, MindSphere, etc, cu care devine astfel direct integrabil în fluxurile de întreprindere. (De altfel vom observa că divizia Siemens PLM se numește acum ,,Siemens Digital Industries Software’’.) Este o asumare a unui aspect primordial: că modelul tridimensional pentru produsul care se proiectează se poate accesa rapid și din orice locaţie, și de către oricare dintre specialiștii implicaţi (atât din întreprindere cât și din afara acesteia). Fluiditatea accesului la modelul digital constituie premisă pentru eficienţa procesului de concepere a produselor, dar și pentru asimilarea rapidă a modificărilor ce intervin în fluxul de proiectare-fabricare.
Noutăţi în Solid Edge 2023
În primul rând observăm o reformare a interfeţei grafice cu utilizatorul, vizând un aspect înnoit dar mai ales simplificarea fluxurilor de lucru, asumată pentru adaptarea manevrelor CAD la un mod de proiectare natural. Optimizarea presupune casete de dialog și toolbar-uri mai intuitive, stil de prezentare mai modern, interacţiuni mai fluente, opţiuni și selecţii mai clare, și fluxuri de modelare îmbunătăţite. Optimizările la fluxurile de modelare ,,Ordered Part’’ (proiectare de piese 3D) și ,,Sheet Metal’’ (piese din tablă) presupun și disponibilitatea unor unelte ,,Synchronous’’, ceea ce crește productivitatea (inclusiv prin reducerea numărului de interacţiuni/click-uri) dar și facilitează iniţierea utilizatorilor începători (reducând costul/timpul de asimilare). Aflăm astfel că facilităţi ,,Synchronous’’ au fost integrate în mai multe module de proiectare unde se pretează comenzi de tip ,,move’’, ,,rotate’’ și ,,offset’’. Tehnologia Synchronous – așa cum scriam și în recenzii anterioare la Solid Edge – constituie fuziunea dintre inovatoarea interacţiune ,,direct modeling’’ (tragerea directă cu mouse-ul de colţuri, muchii și feţe; care este simplă, intuitivă și rapidă) și cea specifică proiectării parametrice cu entităţi de modelare (sau cu istorie de modelare), consacrată în domeniul MCAD. (Este uimitor să vezi cum, într-o piesă proiectată strict în maniera ,,feature modeling’’, apelarea comenzii ,,Rotate Faces’’, din garnitura ,,Synchronous’’, ne ajută să modificăm înclinarea unei feţe a piesei (adică o rotaţie 3D), iar software-ul ajustează corespunzător entităţile adiacente acelei feţe, fără să altereze coerenţa modelului, adică menţinând piesa compatibilă cu proiectarea bazată pe entităţi de modelare ordonate.)
Și iată că prin menţionarea inserturilor ,,Synchronous’’ am intrat de fapt în capitolul ,,Mechanical Design’’ – adică în proiectarea efectivă de piese și ansambluri –, la care Solid Edge 2023 aduce câteva optimizări pentru rafinarea perfor-manţelor și pentru creșterea productivităţii. De exemplu, toolbar-ul contextual (obţinut cu click-dreapta de mouse) a fost extins în toate mediile și furnizează, pentru acces imediat, interacţiunile cele mai probabile în acele contexte și la respectivele obiecte, menţinând focalizarea utilizatorului în zona cursorului de pe ecran și reducând astfel deplasările de mouse și căutările în meniuri/toolbar-uri (așa cum am văzut și în recenzia la SolidWorks).
Referindu-ne la modelarea concretă de forme 3D, respectiv la crearea de piese, aflăm că de acum comanda Extrude poate adăuga dar și elimina material (sens în care găsim un comutator +/- în casetă). De asemenea, schiţa 2D pentru genera-rea profilului 3D poate include regiuni identificate automat (ne apar arii valide pentru generarea entităţilor de modelare, arii pe care le vom remarca coloristic când trecem cu mouse-ul pe deasupra lor), iar interacţiunea cu acestea va determina imediat extrudarea respectivelor feţe, adică adăugare sau eliminare de material virtual, iar pe durata operaţiunii se poate intervenii pentru impunerea unor parametrii stricţi de modelare în caseta de dialog. Tot la capitolul ,,Part Design’’ contabilizăm și suportul pentru înregistrarea toleranţelor geometrice și tehnologice la definirea găurilor cu sau fără filete (Hole > Hole Options) conforme standardelor industriale ISO și ANSI. (A fost adăugat și suport pentru toleranţa unităţilor de măsură folosite la definirea entităţilor de modelare.)
De menţionat este și extinderea bibliotecii de stiluri și materiale asignabile feţelor de modele 3D pentru conferirea aspectului realistic, culorile și texturile cuprinzând o mulţime de materiale și de finisări: metale feroase și neferoase (cu grade de lustruire diferite), diverse materiale plastice, ţesături, acoperiri/tratamente/vopsiri, etc, toate angajabile prin simple operaţii drag-and-drop.
Și la capitolul ansambluri versiunea Solid Edge 2023 aduce facilităţi noi, precum comenzile Slot, Swept Cutout, Substraction și Union, aplicabile în contexte dificile de ansambluri complexe (și care lucrează similar comenzilor din Part Design). Remarcăm și funcţiile de vizualizare a componentelor interne ale ansamblurilor, precum comanda Visual Explode, care deţine un slider pentru interacţiune dinamică dar și un comutator pentru considerarea explodării secvenţial-graduale a subansamblurilor. De menţionat aici și abilitatea de a capta relaţiile de asamblare folosite anterior și de reaplicare imediată în noi ansambluri.
Solid Edge… -as-a-Service
Pentru vremurile actuale și cele de perspectivă este firească asocierea funcţională între software-ul MCAD de pe PC-ul desktop cu serviciile oferite de furnizor prin abonament. Se poate considera ,,Solid Edge Xaas’’ ca fiind compusă din soluţia Solid Edge – adică uneltele de modelare 3D și de pregătire a fabricaţiei – plus o serie de facilităţi colaborative de genul: Data management & security (stocarea datelor de proiectare într-o locaţie disponibilă de oriunde și oricând, folosind dispozitive mobile sau de birou, cu controlarea accesului la informaţiile diseminate); Augmented Reality (abilitatea de a viziona modelul virtual al produsului în contextul mediului real și completat cu o serie de informaţii contextuale de tip media sau de factură documentară/tehnică); colaborare prin accesarea nemijlocită a modelelor digitale și prin uneltele de comunicare. În cadrul abonamentului Solid Edge Xaas beneficiarul are și avantajul licenţierii modulare dinamice, ,,Value Based Licensing’’, adică va plăti doar pentru componentele software pe care le folosește, și doar pentru cât timp le folosește. Plecând de la aplicaţia de bază, Solid Edge Classic sau Premium (care rămâne disponibilă și prin licenţiere perpetuă), abonamentul permite accesul la diverse funcţionalităţi (module de aplicaţii) pe baza unor token-uri de credit, care pot acoperi dinamic mai multe module la nivel de întreprindere. La gestionarea bună a costurilor pentru licenţe software se adaugă scalarea ușoară la apariţia necesităţilor de suplimentare, dar și descoperirea de noi aplicaţii (ce pot apărea în portofoliu). Solid Edge SaaS oferă beneficiarilor acces instant la produse adiţionale din portofoliul Siemens: Generative Design Pro, Point Cloud Visualization, Electrical Routing, PCB Collaboration, Advanced PMI, Simulation, Solid Edge XpresRoute, ș.a. Abonamentul mai include un spaţiu pentru stocarea de proiecte în cloud, pornind de la 500 GB, dar și unelte de comunicare profesională și acces la comunitatea utilizatorilor.
Aplicaţia ,,Xcelerator Share’’ este cea care deschide concret accesul la datele de proiectare/dezvoltare a produsului pentru colegi, parteneri și clienţi, și îndeplinește într-o manieră comprehensivă și totodată prietenoasă funcţiile de management al proiectelor și de căutare a informaţiilor. Accesarea și ajustarea sarcinilor de lucru din fluxurile implicate se realizează simplu și intuitiv, în ecrane și casete generoase. Interfaţa lui ,,Xcelerator Share’’ este organizată după modelul ,,Kanban’’, definit iniţial la Toyota, care este un sistem de organizare, planificare și accesare vizuală a fazelor de lucru (faze/sarcini reprezentate prin cartonașe/panouri), model renumit pentru potenţialul de comunicare și pentru transparenţa fluxurilor de lucru.
Optimizări ale interoperabilităţii
Prin canalele clasice sau prin conexiunile Xaas/ Xcelerator, putem conecta proiectul realizat în Solid Edge cu aplicaţii și procese din avalul fluxului de proiectare, fie pentru integrare în proiecte mai mari/complexe (în NX for Mechanical Design), fie pentru activităţi de simulare/analiză sau de pregătire a fabricaţiei. De exemplu, putem transfera de aici informaţiile privind cinematica ansamblului proiectat, pentru analize dinamice în Siemens Tecnomatics Process Simulate. Pentru aceasta am avea în prealabil de stabilit (în modulul Solid Edge Motion) care componente ale ansamblului sunt mobile și care fixe, și de confirmat gradele de libertate relativă ale componentelor (în articulaţii; la contacte). Modelul ansamblului se va salva împreună cu informaţiile cinematice (un fișier Kinematics XML) și va fi apoi deschis în aplicaţia ,,Process Simulate’’, unde simularea cinematicii poate fi realizată mult mai detaliat și mai adaptat cerinţelor concrete. (O verificare elementară a cinematicii ansamblului se poate obţine și prin simulare direct în Solid Edge.)
În practică apar situaţii în care transferul de date către aplicaţii din aval implică, pe lângă formele geometrice, și materiale și proprietăţi fizice stabilite în Solid Edge, care se vor folosi în aplicaţii de analiză (CAE/FEA) sau de inspectare/verificare.
Interoperabilitatea presupune și transferul de informaţii native de proiectare constructivă și tehnologică. Astfel, în circuitul PLM, aplicaţia MCAD furnizează în aval (unor aplicaţii de genul NX CAM sau NX CMM) o serie de date specifice PMI (Product Manufacturing Information), precum desenele tehnice cu vederi detaliate (inclusiv secţiuni sau detalii, desene de asamblare), schiţe diverse sau vederi de model 3D.
Desigur, la capitolul interoperabilitate vom include și facilităţile de inserare directă în ansamblul nativ Solid Edge a componentelor (piese sau sub-ansambluri) aflate în formate externe, precum SolidWorks, JT, STEP sau Parasolid (fără importare explicită), ceea ce fluidizează colaborarea între departamente ale întreprinderii sau cu partenerii externi.
Model-based Definition
Ca la fiecare recenzie de software MCAD, și aici dedic o secţiune specială subiectului MBD, fiind aceasta o facilitate promovată de mulţi ani de către producători. Scopul MBD este de a capta unificat intenţiile de proiectare și de a le reprezenta cât mai complet din perspectivă tehnologică (a fabricaţiei). Este deci o facilitate de interoperabilitate în aval, însă este (deocamdată) destinată oamenilor, și nu altor aplicaţii software. Concret, componenta ,,model-based definition’’ generează o vedere tridimensională și cvasicompletă a modelului proiectat, la care menţine asociate cotările necesare pentru fabricaţie (fiind deci un echivalent modern al desenului tehnic de execuţie, însă în reprezentare 3D randată).
Revenind la Solid Edge 2023, aflăm că funcţiile MBD, parte a modulului ,,Solid Edge Advanced PMI’’, au câștigat un plus de viteză și de accesibilitate. De exemplu, cotările pot fi aranjate automat sau semi-automat (pentru a le crește lizibilitatea în situaţiile în care cotările preluate automat în vederea MDB se suprapun sau apar dezordonate) cu intervenţia unor click-uri de mouse și angajând eventual opţiunile din casetele ,,Arrange Dimensions’’ sau ,,Auto Dimension’’. (În paranteză menţionăm și facilitatea de verificare automată a supra-constrângerilor de dimensionare, prin care ne sunt semnalate eventualele cotări redundante, referitoare la dimensiuni care se deduc din cotări adiacente.) Desigur, obiectele care presupun toleranţe geometrice (dimensiuni, alezaje, filete, etc) vor fi preluate și reprezentate aici corespunzător cerinţelor din standardele tehnice (ISO sau ANSI). De notat că textele din cotări, adnotările și casetele de toleranţe pot fi menţinute paralele cu anumite planuri de referinţă (sau paralele cu ecranul, care este punctul de vedere al utilizatorului), rămânând deci neperturbate de schimbarea/rotirea punctului de vedere asupra modelului 3D. (Aici avem o particularitate esenţială a reprezentării MBD, acea că modelul poate fi rotit liber/ nelimitat în fereastra de reprezentare.) Aplicaţia permite și crearea de vederi 3D specifice (conforme desenului tehnic, sau după cerinţe particulare), inclusiv cu secţiuni în material, dar și adăugarea de adnotări (note textuale, recomandări tehnice, etc; care la nevoie pot fi salvate separat într-o colecţie de note). Vederile create aici pot fi aduse rapid și în modulul de creare a planșelor de desen tehnic (2D), ,,Solid Edge Draft’’. Dacă este documentat un ansamblu, atunci vederea/documentul MBD poate conţine și informaţiile specifice desenului tehnic de ansamblu (precum lista de componente).
Încheiem subiectul menţionând faptul că modelul de piesă 3D documentată ca MBD poate fi exportat din Solid Edge în formatul 3D-PDF, pentru publicare sau pentru diseminare către persoanele interesate.
În această secţiune includem și aplicaţia ,,Solid Edge Inspector’’, destinată să identifice și să raporteze aspecte dimensionale critice ale proiectului, activitate ce poate elimina eventuale erori înainte de avansarea în ciclul de viaţă al produsului. În acest modul putem defini cerinţe specifice standardului tehnic din industria noastră, precum toleranţele geometrice. (La nevoie se pot defini tabele de toleranţe multiple pentru aplicare ulterioară și diferenţiată.) Procesul de inspectare va începe asignând câte o etichetă de identificare (balon) fiecărei cotări din desenul tehnic 2D sau din vederea MDB, apoi vor apărea marcate acele cotări care nu întrunesc cerinţele impuse de standardul curent. (Dacă ulterior se aplică modificări asupra modelului 3D, ceea ce înseamnă că și desenele tehnice auditate se adaptează automat, atunci un simplu click din ,,Solid Edge Inspector’’ poate actualiza și raportul de inspectare.) Raportul de inspectare poate fi exportat (în diferite formate neutre) pentru studiere ulterioară.
Aplicaţii conexe specializate
Componenta ,,Simulation’’ din Solid Edge 2023 contribuie la fluidizarea procesului de proiectare prin funcţiile de simulare, destinate să valideze sau chiar să optimizeze conceptul. Tehnici FEA (de echivalare a corpului solid cu o reţea de elemente finite apte pentru analizare structurală) sunt aplicabile la piese, la ansambluri, dar și la piese de tablă. Validarea digitală a proiectului poate începe (din meniul Generative Design) definind forţa de acţiune asupra piesei și constrângerile (sarcina și reacţiunile), dar putem la nevoie să luăm în calcul și o eventuală deformare elastică acceptabilă a unei feţe a piesei, și să definim eventuale plane de simetrie a deformării. Generând simularea (la care se angajează un algoritm Simcenter Nastran), vom obţine informaţii vizuale privind repartiţia solicitărilor în cadrul piesei (cu evidenţierea zonelor de solicitare maximă), dar și o evaluare cantitativă a lor (scalare cromatică și numerică), și la nevoie putem decide o ajustare/ranforsare a modelului 3D pentru a rezista mai bine la solicitări (sau o diminuare de grosimi pentru a economisi material, ori pentru a reduce greutatea, în cazul în care solicitările sunt departe de a crea probleme).
Pregătirea fabricaţiei (având ca obiectiv gene-rarea de comenzi numerice pentru mașinile automate care vor materializa piesa proiectată) se poate realiza cu ,,Solid Edge CAM Pro’’, aplicaţie care va prelua piesa 3D, o va ,,încadra" într-un prefabricat (de exemplu, un paralelipiped cu dimensiunile date de gabaritul piesei), va considera prefabricatul prins într-un suport (mandrină, ,,universal"), și apoi va lua în calcul o mașină virtuală de așchiere în 2, 3, 4 sau 5 axe (strung, freză, mixt). Știind ce mișcări de așchiere sunt posibile cu acea mașină, ce formă are unealta de așchiere (capul frezei), și ce formă trebuie să se obţină în final, aplicaţia simulează mișcările succesive ale uneltei (traseele de avansare în material), iar în final – când procesul este rafinat și validat – transformă aceste mișcări în secvenţe de comenzi numerice (G-code) care se pot transmite mașinii automate reale. Aflăm despre ,,Solid Edge CAM Pro’’ că poate lua în calcul și aspecte delicate, precum solicitările capu lui/muchiei de așchiere (pentru a prelungi durata de viaţă a uneltei) sau rugozitatea suprafeţei rezultate în urma așchierilor succesive. De asemenea, avem acum posibilitatea de a viziona secvenţele G-code chiar în timpul simulării așchierilor. Solid Edge CAM Pro 2023 vine cu un kit (o colecţie) de modele de mașini CNC pentru simulare în 3, 4 sau 5 axe, provenind de la fabricanţi reprezentativi de mașini automate (DMG Mori, Doosan, Fanuc, Grob, Haas, Hermle, Mazak, Mikron, Sinumerik etc). De menţionat sunt și noile funcţii de simulare a prelucrării substractive prin EDM (eletro-eroziune).
Componenta software ,,Solid Edge 3D Publishing’’, folosind o interfaţă de genul Microsoft Office, ne ajută la pregătirea și publicarea de documentaţii tehnice (manuale de utilizare, de instalare, de mentenanţă, etc), care pot fi publicate fie prin tipărire, fie sub formă digitală, ca PDF-uri simple, ca PDF-uri 3D, sau sub formă de documente HTML-5, deci având la nevoie și oarece interactivitate.
,,Solid Edge Piping Design’’ este utilă pentru proiectarea tridimensională a instalaţiilor uzinale cu fluide (pornește de la diagramele izometrice 3D și merge până la modelarea cvasi-completă), iar caracterul intuitiv și automatic al acestei modelări are la bază gestionarea specificaţiilor de asamblare a conductelor. Software-ul verifică cerinţele parametrice (precum lungimile de conducte și toleranţele acestora), apoi ne asistă și la plasarea conectorilor din viitorul circuit/flux de procesare a fluidelor (coturi, racorduri în T, gulere, flanșe, garnituri, șaibe, ventile/robinete, etc) dar și la inserarea suporţilor (care susţin/fixează conductele) și a aparatelor de măsură (de monitorizare a parametrilor uzinali). De notat faptul că ,,Solid Edge Piping Design’’ poate crea tubulaturi și racorduri inclusiv pentru conducte cu secţiune ne-rotundă (precum este cazul în instalaţiile de aer-condiţionat). Revenind la schiţarea de instalaţii uzinale, vom remarca și abilitatea de a lucra conform uzanţelor P&ID (piping and instrumentation diagrams) și Isogen (specifice aplicaţiilor Hexagon/Intergraph). Din pachetul ,,plant design’’ fac parte ,,Solid Edge XpresRoute’’, ,,Solid Edge P&ID Design’’ și ,,Solid Edge Piping Design’’.
