Аннотированная 3D-модель

Аннотированная 3D-модель — 3D-модель, содержащая аннотацию.

Общая информация

Появилась для замены бумажного 2D-чертежа, которую можно использовать на производстве и монтаже (так называемое безбумажное производство).

Аннотированная 3D-модель развивается как основа для модель-ориентированного подхода в проектировании (model-base definition), когда вся информация о проектируемым объекте хранится в модели.

MBD (Model-Based Definition) — технология проектирования, позволяющая описывать производственные данные и процессы в цифровой форме с помощью 3D-моделей с точными геометрическими параметрами и связанными с ними атрибутами, такими как материалы, размеры, цвета, сборочные инструкции, спецификации и т. д.

Аннотированние 3D-модели — метод, позволяющий быть всегда в курсе актуальных изменений в чертежах и отчётах, а также других выходных данных, таких как файлы данных ЧПУ. Он позволяет использовать единый источник информации для достижения этой цели.

Особенности

MBD не является «производством без чертежей» или «работой без бумаги», а скорее предполагает, что чертежи не являются единственным источником истины. В любой момент можно выпустить чертежи, если это необходимо для обеспечения цепочки поставок. При правильной реализации MBD является цифровым двойником детали, сборки или конечного продукта. MBD влияет на весь нисходящий поток от проектирования до производства, качества, цепочки поставок и т. д. Он не привязан к одному процессу или практикующему специалисту инженеру-конструктору. Это очень удобно например для мгновенного автоматизированного расчета цены и срока поставки на круглосуточной международной цифровой производственной платформе с искусственным интеллектом с поддержкой инженерных специалистов Fictiv по заказу изготовления деталей, а еще пару лет назад это казалось сказкой. Выбираем метод производства, материал и покрытие, и уже через некоторое время на нашем экране появляется стоимость заказа.

Приоритет при разработке продукта будет постепенно переходить к 3D-модели. Единый источник достоверной информации: производные модели для надежных, семантических PMI, метрологических функций и сопоставлений с любой исходной моделью САПР. В последнее десятилетие был разработан метод называемый цифровое определение продукта на основе моделей (MBD). MBD является прогрессивной технологией, позволяющей эффективно разрабатывать продукты на основе моделей, а не на основе чертежей и других документационных материалов. Проектирование основанное на модели, мировой тренд, поддерживается в программах таких как Компас-3D, Autodesk Inventor, NX, SolidWorks для сокращения сроков проектирования, улучшения качества 3D-моделей.

Преимущества

Во-первых, используя единую информационную базу, она позволяет обеспечить согласованность между чертежами и моделью. Во-вторых, она позволяет избежать дублирования информации между различными файлами и отчетами. Третье, она позволяет быстро и эффективно обновлять информацию, так как изменения в модели автоматически отражаются в отчетах и чертежах.

MBD является более эффективным, чем традиционный метод на основе 2D-чертежей потому, что 3D-аннотации в модели CAD являются семантическими, что позволяет другим программным продуктам понимать их. Ключевой целью MBD является функциональная совместимость. Независимость от CAD/CAM/CAE/CAI обеспечивает автоматизацию последующих процессов, сотрудничество между экосистемами, а также полную прозрачность и отслеживаемость до авторитетной 3D модели.

Стоимость низкого качества (COPQ) измеряет затраты, связанные с технологическими сбоями, такими как брак, доработка, повторное тестирование, отзыв и т. д.

Подсчитано, что затраты, связанные с качеством производства, достигают 20 % выручки от продаж. Будь то крупный холдинг или небольшая производственная компания, эта неэффективность только усугубляет ситуацию.

Исследования NIST показали, что аннотированная модель может существенно сократить процесс «проектирование-производство-проверка» на 78,4 %. Это эквивалентно тому, что выполнить всю запланированную на неделю работу до обеда вторника. Большие данные: производственные данные перемещаются вверх по течению для аналитики и улучшения дизайна САПР.

Экономия затрат: до 80 % общего количества часов, сэкономленных на аннотировании, планировании контроля и процессах контроля вместе, означает меньшее количество ресурсов, необходимых для конкретной задачи, и снижение накладных расходов.

Вместо распространения PDF или печати чертежей для всех участников цепочки поставок, будет предоставлен пакет технических данных (TDP), включающий в себя аннотированную модель либо в исходном формате (например, Компас 3d) или в нейтральном с точки зрения CAD формате STEP AP242, спецификации материалов в формате Excel или CSV, а также электронные файлы: записки, схемы и документы по контролю первого изделия (FAI), которые могут быть использованы в другом ПО.

Различные форматы файлов данных из разных программ либо являются проприетарными, либо не имеют надежных возможностей данных для создания истинного MBD. Несовместимость и недоступность препятствуют подключению данных на протяжении всего жизненного цикла продукта — прослеживаемость и автоматизация в цифровом потоке.

Из-за этого многие из современных производственных процессов зависят от ручного расшифровки и проверки, что препятствует прогрессу в обновлении рабочих процессов.

Файлы STEP AP242 чаще всего используются в производстве, поскольку они содержат большой объем информации при относительно небольшом размере файла.

КОМПАС-3D содержит инструменты создания в 3D-модели необходимых и достаточных данных для ее производства по технологии MBD позволяет конструкторам наносить атрибуты ГОСТ 2.052-2015, необходимые для производства, на 3D-модели. Эти атрибуты включают надписи, заметки, размеры, допуски, геометрические допуски, технические требования, шероховатость и другие.

С помощью КОМПАС-3D можно создавать детализированные 3D-модели узлов и деталей из различных материалов, которые выступают в качестве источника данных для чертежей, отчетов и файлов данных ЧПУ. Это позволяет гарантировать актуальность информации в чертежах и отчетах, а также улучшает производительность и эффективность разработки. 3D-модель STEP AP242 может включать в себя:

1. GD&T (геометрические размеры и допуски).
2. Спецификация материалов (BOM).
3. Чистота поверхности.
4. Символы сварки.
5. Инструкция по изготовлению, качеству и сборке.
6. Общие примечания и другие метаданные.
7. Управление версиями.
8. Уведомления о юридическом/собственническом/экспортном контроле.
9. Другая окончательная автоматизация цифровых данных.

QIF 3.0 (система информации о качестве) — нейтральный формат файлов САПР построен на открытых стандартах ANSI и ISO и содержит семантику PMI (информация о производстве изделия) и другие метаданные, созданный для последующей совместимости и прослеживаемости на протяжении всего жизненного цикла продукта, особенно в автоматизированных процессах и инженерных приложениях.

QIF 3.0, как и STEP AP242, представляет собой файл 3D CAD, который содержит PMI (информацию о производстве продукта).

Этот формат версии 3.0 позволяет людям и компьютерам считывать данные MBD (определение на основе модели) эффективно и без ошибок. Применение QIF позволяет производителям использовать модель в качестве единого источника информации для дизайна, технологической документации и производства.

QIF построен на базе XML вывода параметров в виде форматированного списка, для простой интеграции и взаимодействия с другими системами, веб-/интернет-приложениями и другими формальными стандартами — настоящий унифицированный и универсальный подход. Кроме возможностей формата PDF, файлы 3D PDF включают 3D представления модели. Для управления моделью в формате 3D PDF используются инструменты 3D-просмотра. 3D PDF файл также поддерживает данные аннотаций, но подойдет только для визуального просмотра.

В Америке конструкторские стандарты для MBD определены в ASME Y14.41-2019 и в Европе ISO 16792:2015, а в России все сведения можно найти в действующих стандартах ЕСКД, таких как ГОСТ 2.052-2015 «Электронная модель изделия. Общие положения.»

ASME Y14.5 и ISO GPS (Геометрические спецификации продукта): эти стандарты регулируют использование геометрических размеров и допусков — GD&T. Четкое понимание принципов GD&T поможет гарантировать, что ваши процессы, основанные на MBD, четко определены, эффективны и стабильны.

ASME Y14.41: этот стандарт содержит рекомендации по созданию цифрового описания продукта в 3D.

ASME Y14.47: этот стандарт предоставляет схемы для организации моделей САПР. Используя модельно-ориентированное проектирование, можно создать элементы, которые могут быть использованы во всей организации для производства, поставки, хранения и других целей, что существенно упрощает процесс разработки изделия.

MBD повышает эффективность процессов, сокращает количество переделок, создает более качественные продукты с более коротким временем выхода на рынок и влияет на конечный результат, использование данных хорошего качества для решения бизнес-задач или улучшения бизнес-продуктов. К сожалению, для большинства производителей эти данные пока не используются.

Индустрия 4.0: четвертая промышленная революция с упором на беспроводную связь, цифровая нить, связь и умное производство. Для производственной отрасли внедрение больших данных в качестве основной компетенции не только повышает экономию средств и времени для получения немедленной выгоды, но и имеет безграничный потенциал и рентабельность, поскольку производители используют будущие варианты использования с автоматизацией, IoT, аналитикой и искусственным интеллектом.

Конференции по MBD

Эти конференции полностью посвящены MBD или имеют хорошие доклады, связанные с MBD.

• MBES (Саммит предприятий на основе моделей).
• 3DCIC (Конгресс по 3D-сотрудничеству и взаимодействию).
• GPDIS (Глобальный саммит по совместимости данных о продуктах).