Software pro tvorbu digitálních prototypů

Nové verze softwaru byly vyvíjeny s ohledem na současné trendy, ke kterým patří zejména digitalizace, globalizace, globální rozvoj infrastruktury a klimatické změny. Důraz byl kladen zejména na otevřenost a flexibilní platformu umožňující hladkou spolupráci, jakož i uživatelskou přívětivost pro rychlou adaptaci na novou technologii s minimálním zaškolováním. Konkrétní software, jako AutoCAD 2009, Autodesk Inventor 2009, stavařský Revit 2009 či trojice geografických softwarových řešení AutoCAD Map 3D, MapGuide Enterprise a Raster Design 2009, byl během konference představen v oborově zaměřených sekcích.

Digitální prototypy ve výrobě

Hlavním tématem výrobní sekce bylo vytváření digitálních prototypů s využitím softwaru Autodesk Inventor. První verze Inventoru byla uvedena na trh v roce 1999. V současnosti je tento software využíván v nejrůznějších oblastech od automobilového a spotřebního průmyslu až po průmyslová zařízení a všeobecné strojírenství. Aplikace řady Inventor slouží k vytváření 3D modelů, na nichž lze ověřovat formu, umístění a funkci návrhu před jeho výrobou. Nová generace 2009 přináší vylepšení mnoha návrhových nástrojů a výrazný nárůst produktivity. Mezi nové funkce patří:

• zdokonalené nástroje pro navrhování plechových součástí – Inventor 2009 zjednodušuje navrhování velkého množství široce používaných plechových konstrukcí;
• vylepšené simulace – četná vylepšení dynamického simulačního prostředí přispívají k lepší přístupnosti a použitelnosti nástrojů a umožňují uživatelům efektivněji ověřovat digitální prototypy už v raných fázích návrhového procesu;
• nativní podpora 64 bitových systémů – Inventor 2009 se dodává ve 32bitové a 64bitové implementaci, takže uživatelé mohou naplno využít novější 64bitové počítače a pouštět se i do větších projektů, aniž by museli řešit paměťové limity 32bitových systémů;
• velká kapacita pro sestavy – pomocí náhrad sestav mohou uživatelé využívat méně náročné sestavy, jež si uchovávají přesné hmotové vlastnosti včetně těžiště, vazeb sestavy a seznamu součástí;
• interoperabilita – nativní převaděče podporují přímou výměnu dat mezi aplikacemi Autodesk Inventor a UGS, SolidWorks nebo Pro/ENGINEER prostřednictvím importu a exportu formátu Parasolid, importu formátu UG-NX, importu formátu SolidWorks, importu a exportu formátu Granite a importu formátu Pro/ENGINEER;
• samoodtokové potrubní systémy – aplikace Inventor Routed Systems Suite 2009 umožňuje uživatelům definovat styly trubek a potrubí pro návrh samoodtokových vedení a automaticky generovat potrubní trasy se správným odtokem bez horizontálních segmentů;
• zdokonalené nástroje Design Accelerator – Inventor 2009 zkracuje dobu potřebnou k učení a pomáhá rychle navrhovat, analyzovat a vytvářet běžně používané strojní součásti jako mechanické spoje, převodovky a hřídele pomocí reálných atributů, například rychlosti, síly a vlastností materiálu;
• generátor konstrukcí – v aplikaci Inventor 2009 mohou uživatelé publikovat profily do obsahového centra pro použití v generátoru konstrukcí. Pro usnadnění operací publikování byl vyvinut nový nástroj pro vytváření tvarů konstrukcí.

Navazující aplikace pro digitální prototypováníNavazující aplikace pro digitální prototypování

Spolu s aplikací Inventor uvádí Autodesk nové verze aplikací pro digitální prototypování, které rozšiřují a zkvalitňují pracovní postupy při vývoji výrobků:

• AutoCAD Mechanical 2009 – specializovaná verze AutoCAD pro výrobu urychluje proces strojírenského navrhování standardizovanými knihovnami symbolů, inženýrskými kalkulačkami a specifickým pracovním postupem pro strojírenství. Mezi nové funkce patří podpora mezinárodní normy kreslení GOST a okamžitý přístup k seznamu oblíbených normalizovaných součástí;
• AutoCAD Electrical 2009 – specializovaná verze AutoCAD pro návrháře elektrických řídicích systémů nabízí automatické úkoly, komplexní knihovny symbolů a specifický pracovní postup pro vývoj těchto systémů. Nová verze přináší nástroje pro rychlejší a přesnější vývoj návrhů včetně nástroje pro tvorbu obvodů, který umožňuje uživatelům dynamicky generovat obvody na základě funkčních požadavků;
• AliasStudio 2009 – software poskytující soubor nástrojů pro proces průmyslového navrhování, které umožňují návrhářům digitálně zachycovat jejich nápady od výchozích skic až po 3D koncepční modely;
• Showcase 2009 – aplikace pro vytváření přesných, vysoce realistických znázornění navrhovaných výrobků z 3D CAD dat. Díky inovovaným
• funkcím ambientního stínování a rozšířené knihovně realistických materiálů umožňuje nová verze snáze předvádět návrhy pro rozhodování o produktech a vytvářet jejich prezentaci. Aplikace Showcase získává data z různých 3D zdrojů včetně aplikace Inventor;
• Productstream 2009 – bezpečně ukládá a spravuje data technických návrhů a související dokumenty. Nová verze obsahuje výkonný nový vyhledávač spolu s replikačním modulem, který umožňuje snadno sdílet digitální informace mezi několika pracovišti a urychluje vyhledávání dat, usnadňuje opakované využití návrhů a spolupráci.

O designu, prototypech a udržitelném konstruování

Na podrobnosti ve vztahu k praxi jsme se zeptali Ing. Jana Ferjenčíka, odpovědného za obchodní aktivity pro oblast strojírenství v regionu Emerging Countries (zhruba východní Evropa, Rusko, Blízký východ a Afrika).

MM: Jedním z propagovaných témat ze strany Autodesku je v poslední době průmyslový design, resp. koncepční navrhování. Jakým způsobem se tato oblast rozvíjí?

Jan Ferjenčík: V průběhu konstrukčního procesu lze rozlišit tři fáze. Jednak je to koncepční design, kde záleží na vzhledu, dále vlastní technická konstrukce, což je tradiční oblast působnosti CAD, a nakonec vizualizace a prezentace výrobku. Autodesk začal v té střední oblasti, tedy v CAD, kde je tradičně silný. V posledních letech se nám podařilo díky vlastnímu vývoji i dobrým akvizicím vylepšit svou pozici i v obou okrajových oblastech. V oblasti koncepčního designu se jednalo o akvizici firmy Alias a po několika letech, které od té doby uplynuly, lze říci, že došlo ke sblížení mezi poměrně nesourodými oblastmi – jedné umělecké a druhé jednoznačně inženýrské disciplíny. Vzájemné sdílení dat je významným krokem vpřed, neboť celý proces konstrukce výrobku se urychluje a zároveň zefektivňuje.

Autodesk je vnímán jako mainstreamová firma, která uspokojuje potřeby masového trhu. Naopak nástroje pro koncepční design byly vnímány jako něco exkluzivního, jako high-end. My se toto vnímání snažíme změnit tím, že ukazujeme, že stejně jako jsou nástroje pro technickou konstrukci (Inventor) „pro každého“, tak i minimálně některé komponenty v nástrojích pro koncepční design jsou také „pro každého“. Takže se snažíme obrátit pozornost uživatelů od pouze technických problémů částečně i k problémům estetickým.

Musím připomenout i nové nástroje pro vizualizaci a prezentaci, které umožňují lepší a věrnější představení hotového návrhu bez nutnosti vyrábět fyzický prototyp.

MM: Má se tedy jednat o to, aby se samotná vývojová oddělení firem zabývala i průmyslovým designem?

Jan Ferjenčík: Přesně tak. Snažíme se upozornit na to, že každý výrobek má nejen funkční, užitnou stránku, ale i stránku estetickou. Může to znít paradoxně, ale například minimálně pracoviště obsluhy obráběcího centra by mělo být pěkné, aby se tam pracovník obsluhy cítil dobře a pracoval produktivněji. Někdy jsme až překvapeni tím, že otevíráme nové téma, o kterém vývojový tým dříve nediskutoval, ani o něm neuvažoval.

MM: Dotkl bych se zde i ergonomie. Jaké je její začlenění do této oblasti?

Jan Ferjenčík: To je hodně specifické téma. Nejsem si vědom, že bychom měli nějaké nástroje, které by řešily tuto problematiku, ale na druhou stranu vím, že existují specializované aplikace, které se tím zabývají. Shodou okolností jsem nedávno o jedné četl, jmenuje se Jack. Načtou se data vytvořeného CAD modelu a do nich se umisťuje fiktivní postava – Jack –, která vykonává předepsané činnosti, a zkoumá se ergonomická stránka věci. To je typická ukázka využití specializované aplikace třetí strany, s níž spolupracujeme na úrovni datového modelu tak, aby výměna dat byla vzájemně efektivní a bez ztráty přesnosti.

MM: Já bych nyní přeskočil oblast klasické konstrukce a zaměřil se na digitální prototypy. Můžete říci něco o zkušenostech s jejich uváděním do praxe?

Jan Ferjenčík: Pro mě je velmi povzbuzující, že jsme pojmenovali něco, co začalo vznikat v konstrukčních kancelářích. Součástí naší koncepce je nejen vytvoření 3D modelu, ale také jeho otestování. Samozřejmě jsme narazili například na to, že při testech namáhání nestačí otestovat jednotlivé součásti, ale i sestavu jako celek. V tuto chvíli náš software tuto možnost nenabízí a řešíme to spoluprací se specializovaným softwarem třetích stran, ale zároveň jsme nedávno oznámili akvizici firmy PlassoTech, jejíž technologie tuto oblast plně pokrývá. Lze tedy očekávat, že v některé z příštích verzí bude tato funkčnost integrována a bude dostupná.

MM: To už je ale oblast značně specifická a náročná i pro samotné uživatele. Podrobné výpočty nemohou dělat běžní konstruktéři, ale výpočtáři ve specializovaném softwaru...

Jan Ferjenčík: Ano, my jsme si toho vědomi, ale chceme konstruktérům poskytnout možnost rychle ověřit parametry jejich návrhu, aby mohli specialistům předložit návrh výrazně vylepšený. Aby se nestávalo, že by vypustili z ruky návrh, který by byl technicky nepodložený. Jde tedy o další krok směřující k nějakému optimálnímu řešení.

MM: Během dnešní konference zde několikrát zazněl termín, který by se dal přeložit jako udržitelné konstruování. Jedná se o nějakou novinku?

Jan Ferjenčík: Tento pojem je veřejnosti dosud znám spíše ze stavebnictví. Ale jsme přesvědčeni o tom, že tak jako každá lidská činnost má nějaké dopady na životní prostředí, tak i ve strojírenské konstrukci by bylo správné a nutné, aby naši uživatelé s tímto vědomím pracovali. Například prostým otestováním součástí můžeme snížit jejich hmotnost a tím i spotřebu materiálu. Tím sekundárně snižujeme potřebu vyrobit tento materiál a vytěžit surovinu. Nebo testováním více variant návrhu či různých materiálů lze dospět k novým, poměrně překvapivým řešením, v mnoha případech i ekologicky šetrnějším.

MM: Pokud se někdo snaží navrhnout výrobek, který by měl špičkové parametry a byl například provozně hospodárný, nepřichází toto vše automaticky?

Jan Ferjenčík: Já se domnívám, že ne. Můj osobní názor je, že strojaři jsou hodně konzervativní a hodně sázejí na ověřené postupy. Často se například v konstrukci řekne: „Tak tam toho dej trochu víc, ať to vydrží!“ Podobný přístup rozhodně není šetrný k ničemu. Myslím si, že použitím exaktnějších inženýrských metod to lze změnit. Když se totiž o problému nemluví, tak je podvědomě ignorován. Snažíme se tedy tento problém vypíchnout a přispět alespoň ke zpomalení negativních důsledků, které strojírenská výroba rozhodně má. Pojmenování a popsání tohoto problému je nesporně důležité.

MM: Děkuji vám za rozhovor.

Pavel Marek

pavel.marek@mmspektrum.com