Industrijam prilagojene CAD programske rešitve
Izzivi in potrebe različnih industrij z vidika razvoja in proizvodnje se pomembno razlikujejo. Programske rešitve po meri morajo omogočati funkcionalno in stroškovno učinkovito interno rabo in komunikacijo ob sočasni povezljivosti navzven.
Uporaba razvojno-poslovne platforme v oblaku, kot je 3DEXPERIENCE, v navezi z globalno najbolj razširjenim SOLIDWORKS CAD, ter namenskimi rešitvami za specifične industrije, je lahko ključna za rast in poslovno uspešnost podjetij. Ob aktualnem pomanjkanju razpoložljivih strokovnjakov, je ključno, da jim lahko ob uvajanju v delovni proces, podjetja ponudijo programska orodja, ki so se jih naučili uporabljati že v šoli in jim hkrati omogočajo najvišji nivo sodelovanja in izmenjave idej. Razširjenost in število zadovoljnih referenc so pokazatelji zanesljivosti programske opreme, ki jih novi kupci ne spregledajo.
V nadaljevanju je kratek povzetek specifičnih izzivov ter predlagane programske rešitve po meri posamezne industrije.
Industrijska oprema
Današnje okolje, v katerem delujejo proizvajalci industrijske opreme, od njih zahteva skrajšanje dobavnih časov in racionalizacijo ob hkratnem povečanju kakovosti in inovativnosti. Da bi lahko še naprej uspešno konkurirali in se razvijali, nadgrajujejo način razvoja in proizvodnje iz pretežno zaporednega v smeri paralelnega pristopa.
SOLIDWORKS CAD je najbolj razširjeni profesionalni programski paket za 3D načrtovanje, izjemno hiter za učenje in cenovno konkurenčen. Kupcem je omogočena svobodna izbira med nakupom trajne licence ali letnim oz. tri-mesečnim najemom. Poleg možnosti načrtovanja kosov in sestavov, tako v »multi-body« kot v »assembly« načinu, ter izjemno zmogljive izdelave 2D risb in kosovnic, vključuje tudi namenske skupine funkcij za načrtovanje paličnih konstrukcij, krivljene pločevine, orodij za brizganje plastike ali tlačni liv aluminija ter načrtovanje kompleksnih 3D površin in teles. Dodatno lahko vključuje tudi pametno knjižnico standardnih strojniških elementov, osnovno upravljanje s podatki in orodja za hitro načrtovanje cevovodov.
Omenjenemu paketu lahko, za boljše načrtovanje progresivnih orodij za preoblikovanje pločevine, dodamo Logopress3, ki omogoča simulacijo preoblikovanja, načrtovanje traku in končnega orodja. Na ta način lahko bolje pripravijo zahtevnejše projekte.
Industrijska oprema je specifična v smislu unikatnosti, saj se jo pogosto proizvaja po naročilu, izdelava je draga, prostorski gabariti pa veliki. Za preizkus varnosti in vzdržljivosti je skoraj nemogoče izdelati fizične prototipe. Zato se proizvajalci poslužujejo dodatkov SOLIDWORKS Simulation in Flow Simulation. Z njima lahko izdelek v virtualnem 3D okolju testirajo na obremenitve, vključujoč z gibanjem povezane vplive, ter predvidijo tok tekočin, tlačne padce, turbulence in podobno. V začetni fazi načrtovanja stroja lahko na ta način sprejemamo boljše odločitve.
Še preden je 3D model industrijske opreme dokončno razvit in se fizična izdelava še ni niti začela, lahko vzporedno pripravljajo osnutke navodil za montažo in vzdrževanje, s pomočjo paketa SOLIDWORKS Composer. Ob naknadnih spremembah in dodelavah CAD geometrije se pripravljena dokumentacija samodejno posodablja.
Industrijska oprema pogosto poleg mehanskih komponent vključuje tudi stikala, druge elektronske komponente, pogonske agregate in senzoriko, ki jo načrtuje skupina elektrotehnikov, običajno v programu, ki s 3D CAD-om ni povezan. V primeru, da pa elektrotehniki koristijo SOLIDWORKS Electrical, v nadaljevanju SOLIDWORKS CAD inženirji dobijo seznam elektro komponent, ki jih postavijo na predvideno mesto v 3D sestavu in z enostavnimi 3D skicami določijo možne poti žic. Nato sam program nariše v 3D prostoru vse potrebne žice ter izdela skupno mehansko in električno kosovnico z pravilnimi dolžinami kablov. Naknadna sprememba 2D električne sheme lahko samodejno vpliva na prisotnost električnih komponent v 3D sestavu.
Ker gre pri načrtovanju industrijske opreme za velike projekte, je za doseganje zastavljenih rokov pogosto potrebno sočasno sodelovanje več konstruktorjev, ki lahko učinkovito in nadzorovano sodelujejo s pomočjo dodatka SOLIDWORKS PDM. Le-ta poleg sočasnega dela, omogoča tudi verzioniranje, varno hrambo, nadzorovan delovni tok obveščanja in potrjevanja ter veliko možnosti avtomatizacije izvoza v druge formate in povezavo z ERP sistemi.
Transport in mobilnost
Potrošniki si želijo estetsko privlačna, uporabniku prijazna, pametna in varna vozila. Avtomobilska industrija je ena tistih, kjer je koncipiranje, dolgoročno premišljeno načrtovanje, temeljito predhodno preverjanje in nadzor življenjskega cikla izdelkov, izjemno pomembno. Dolga veriga dobaviteljev do proizvajalca zahteva medsebojno komunikacijo in usklajenost deležnikov na najvišjem možem nivoju.
Poleg predhodno opisanih SOLIDWORKS CAD, Simulation, Flow Simulation in PDM, je pri razvoju in izdelavi plastičnih delov lahko koristen tudi dodatek Plastics, ki omogoča načrtovanje takih plastičnih izdelkov in orodij za brizganje plastike, ki bodo omogočali manj popravljanja orodij, hitrejše nastavljanje brizgalnih strojev ter bolj kakovostne izdelke.
Avtomobilska industrija ena tistih, kjer je veliko CNC strojne obdelave, bodisi za orodja ali za končne komponente. V ta namen je na voljo integrirani dodatek SolidCAM, ki med drugim omogoča tudi programiranje visokostorilnostnih Swiss-Type strojev, neprekosljivo hitro grobo odrezovanje ter najboljše CAM strategije za rezkalno-stružne CNC stroje.
Visoke tehnologije
Podjetja iz te industrije zaposlujejo različne tehnične strokovnjake, od industrijskih oblikovalcev, elektronikov, mehatronikov, strojnikov, razvijalcev programske opreme in druge. Že po naravi dela in razmišljanja, so med njimi precejšnje razlike. Če temu prištejemo še navajenost na različno in hkrati nekompatibilno programsko opremo, lažje razumemo, zakaj sodelovanje med njimi včasih ni optimalno. To povzroča veliko podvojenega dela, daljše razvojne čase in slabše optimirane izdelke.
Da bi podjetja izšla iz tega stanja, že uvajajo na eni platformi povezano, vzporedno načrtovanje izdelkov. Predstavljajte si, da najprej konceptni dizajner pripravi prvo verzijo 3D modela ohišja elektronske naprave s pomočjo SOLIDWORKS površin in ga shrani na PDM strežniku, nato pa elektronik dobi avtomatsko obvestilo in v razpoložljivih gabaritih ohišja pripravi prvo varianto načrta tiskanega vezja v programu SOLIDWORKS PCB. Drugi uporabnik CAD-a, mehanski inženir, začne dopolnjevati konceptne 3D površine z dejansko geometrijo izdelka, ki vključuje ključne plastične in kovinske dele ohišja in notranjosti. Ko so slednji v grobem zmodelirani, nastopi faza preverjanja izdelavnosti. Za kovinske 3D kose s pomočjo SolidCAM pripravimo CNC operacije za rezkanje in struženje, za plastične kose pa s pomočjo SOLIDWORKS Plastics še simulacijo brizganja. Našteti strokovnjaki lahko nadaljujejo delo vzporedno in predlagajo drugim izboljšave.
Dom in življenjski slog
Izdelki za dom in življenjski slog zajemajo zelo širok spekter, od pohištva in dodatkov za dom, preko bele tehnike do športne opreme, oblačil, nakita in drugih. Med temi podskupinami se predvsem pri pohištvu pogosto pojavlja proizvodnja po meri za znanega kupca. Specifika tega posla je veliko človeškega dela za načrtovanje in pripravo proizvodnje za posameznega kupca ter nizka percepcija vrednosti zaradi primerljivih serijskih kosov pohištva globalnih trgovcev. Da bi se izvili iz spirale manjšanja dodane vrednosti, proizvajalci pohištva vse ambiciozneje investirajo v specializirane programske dodatke, ki omogočajo hitro načrtovanje kostumiziranih enostavnih sklopov in hkrati dopuščajo svobodo pri zelo kompleksnih oblikah. Temu trendu morajo slediti tudi programski dodatki za strojno obdelavo. Izziv so tudi spremembe geometrije tekom izdelave projekta in vse več primerov, ko se uporablja uvožena 3D geometrija od arhitekta ali oblikovalca.
V SOLIDWORKS integrirani opcijski dodatek SWOOD, učinkovito naslavlja zgornje izzive, ker je koncipiran z mislijo na prihodnost oblikovanja, komunikacije in proizvodnje.
Ostali izdelki za dom so večinoma serijsko izdelani, kar pomeni, da je začetna investicija proizvajalca velika in tvegana. Tu gre pogosto za izdelke, ki vsebujejo posebej razvite pločevinaste, aluminijaste, plastične ali gumijaste dele, za katere je potrebno narediti orodja oz. kalupe. Razvoj teh orodij je zahteven, dolgotrajen in drag. Dizajnerji izdelkov morajo dobro razumeti želje kupcev, za kar lahko koristijo brezplačni ogledovalnik kot je eDrawings Viewer, da na spletno trgovino za prednaročila posredujejo virtualni 3D ogled izdelka. Poleg tega lahko za isti namen uporabijo SOLIDWORKS Visualize in izdelajo fotorealistične slike ter animacije.
Ko je oblika potrjena, nastopi faza načrtovanja, kjer lahko podjetja s pridom koristijo nekatere dodatke SOLIDWORKS CADa. V poštev pridejo prej opisani Plastics, Logopress3, Simulation, Composer, Electrical, PCB, SolidCAM in PDM. Poleg njih je na razpolago še Inspection za učinkovito pripravo in vodenje merilnih protokolov. Naj glede načrtovanja posebej omenimo čisto novi paket xShape iz platforme 3DEXPERIENCE, ki deluje v internetnem brskalniku na katerikoli napravi, je pa odličen za prosto oblikovanje organskih 3D oblik.
Če zaokrožimo, s pomočjo specializiranih, v SOLIDWORKS CAD integriranih rešitev, je čas od ideje preko virtualnega prototipa do izdelka, lahko skrajšan na minimum. Komunikacija s kupci in njihovo zadovoljstvo je izboljšano, izdelki pa proizvodno optimizirani in boljši za uporabnika.
Znanost za življenje
Tudi ta industrija ima svoje posebnosti. Pri medicinskih pripomočkih zajema načrtovanje izdelkov organsko oblikovanje 3D površin in strojniško načrtovanje mehanizmov. CAD programska oprema mora omogočati oboje hkrati. Medicinska oprema, ki je namenjena neposredni rabi pacientov, ki so lahko tudi nemočni, ostareli ali otroci, mora biti izjemno varna za uporabo, zato zahteva premišljeno načrtovanje in veliko testiranja. Poleg serijske proizvodnje medicinskih pripomočkov, obstaja tudi izdelava po naročilu, upoštevajoč specifike posameznega pacienta. V tem primeru se lahko del telesa 3D skenira in geometrijo upošteva pri izdelavi pripomočka. Tu mora CAD omogočati delo z oblakom točk iz skenerja, nato pa se lahko s 3D tiskalnikom natisne prototip dela izdelka, ki se mora prilegati človeku. Pri medicinskih napravah, ki služijo za podporo zdravljenju in pri raznih analiznih napravah, je vključena tudi napredna elektronika in senzorika. Naprave morajo biti izjemno zanesljive, servis in dobava rezervnih delov ter sledljivost pa na najvišjem nivoju.
Razvoj izdelkov v industriji znanosti za življenje je izrazito multidisciplinaren, zato vključuje strokovnjake iz zelo različnih področij, ki pa jim je potrebno zagotoviti platformo za sodelovanje. Regulacija od te industrije zahteva brezhibno upravljanje s podatki, arhiviranje in sledljivost.
SOLIDWORKS CAD omogoča tako 3D organsko, kot strojniško načrtovanje in delo z oblakom točk iz skenerjev. Preko Manufacturing Network lahko naročite 3D tiskanje prototipov, če sami 3D tiskalnika nimate. Tukaj so na razpolago še predhodno opisani dodatki xShape, PCB, Simulation, Flow Simulation, Composer in PDM.
Ladjedelništvo in priobalna industrija
Razvoj in proizvodnjo ladij ter morskih ploščadi povezuje voda, kot agresivni dejavnik zunanjega vpliva na izdelke, ter kompleksnost projektov. Pri največjih projektih gre za skoraj samooskrbna mesta v malem, ljudje so vitalno odvisni od brezhibnega delovanja, prototipov pa ni mogoče izvesti, ker so projekti preobsežni in predragi. V načrtovanje in izdelavo je sočasno vključenih več sto ali tisoč ljudi, komponente se razvijajo in izdelujejo na različnih koncih sveta, pri končni montaži pa se mora vse ujemati.
SOLIDWORKS povezane programske rešitve omogočajo paralelno 3D načrtovanje, virtualno testiranje, elektrotehnično načrtovanje, tehnično komunikacijo, proizvodnjo in upravljanje s podatki. V omenjeni industriji se lahko s pridom uporabljajo vse razpoložljive programske rešitve platforme SOLIDWORKS in 3DEXPERIENCE.
Energija, surovine in materiali
Ta industrija se sooča z velikimi nihanji cen energentov ter sočasno transformacijo k trajnostnim tehnologijam zaredi sprememb okoljske politike. Podjetja v tej branži morajo biti izjemno fleksibilna, da ostanejo dobičkonosna.
SOLIDWORKS CAD lahko vsebuje, poleg ostalega, tudi modul za učinkovito načrtovanje cevovodov Routing. Na razpolago so še partnerski dodatki, kot je SolidPlant za celovito načrtovanje velikih cevovodov, od P&ID diagramov, preko shematskih načrtov, do celotnih 3D modelov. Tehnična dokumentacija za izdelavo in vzdrževanje je maksimalno pregledna.
Razvoj trajnostnih tehnologij za rabo obnovljivih virov energije je v polnem razmahu in programska oprema za načrtovanje mora omogočati hitro eksperimentiranje ter veliko svobode uporabniku. SOLIDWORKS CAD, z vključenimi moduli za načrtovanje pločevin, varjencev in 3D površin, je odlična osnova za te vrste razvoj. Da bi lahko še pred izdelavo prototipov preverili delovanje izdelka, lahko koristimo tudi SOLIDWORKS Simulation ter Flow Simulation.
Nenazadnje, v energetiki se pogosto začne načrtovanje v obliki 2D osnutka ali sheme, kar je lahko prepuščeno uporabnikom, ki niso vešči 3D načrtovanja. Za ta namen je na razpolago cenovno izjemno konkurenčen DraftSight Enterprise 2D CAD.
Gradbeništvo, mesta in urbanizem
Gradbeništvo ima nekaj posebnosti, saj inženirsko natančno 3D načrtovanje vedno ni možno zaradi načina gradnje, še posebej pri betonskih zgradbah. Ker pa so izdelavni roki v gradbeništvu, posebno pri industrijskih in poslovnih objektih izjemno kratki, vzporedna gradnja betonskega skeleta in izdelava morebitnih kovinskih ali lesenih dodatkov fasade, stavbnega pohištva in notranje opreme, postaja neobhodna. Zato je uporaba 3D CAD programov tudi na področju gradbeništva v velikem razmahu. V primeru lesenih ali kovinskih konstrukcij, pri slednjih je v pomoč dodatek SolidSteel, je lahko SOLIDWORKS CAD primarno orodje arhitekta ali gradbenega inženirja. Z dodatkom Visualize se lahko na podlagi 3D CAD modela naročniku pripravijo tudi virtualne fotorealistične slike in animacije. Seveda lahko SOLIDWORKS 3D načrte shranimo v CAD format, ki podpira BIM protokol.
V določenih primerih še vedno prevlada odločitev za uporabo 2D CAD orodij. Za ta namen lahko uporabimo paket DraftSigh Enterprise.
V isto industrijo spadajo tudi objekti za kmetijstvo in gozdarstvo, ki so po novem vse prej kot samo zgradbe in pri načrtovanju zahtevajo kombinacijo znanja gradbeništva in strojništva ter temu prilagojene programske rešitve.
Boštjan Guček