e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  MCAD

面向整机全工况的异构数据协同设计仿真云平台

2021/12/2    来源:e-works    作者:陈志杨      
关键字:异构数据模型  CAD  
对于产品设计来说,衡量企业的产品数字化能力包括设计、仿真、加工三个方面。但是由于这三个领域各自都有不同的软件,因此就出现了数据模型互相转换的问题。
面向异构数据模型的解决方案

       不同CAD软件产生的数据模型称为“异构数据模型”。由于不同CAD软件之间的私有格式非公开,且不同CAD软件对于几何形体、造型特征的描述方式各自不同,因此不同CAD软件之间的私有格式数据模型之间的全量转换是无法实现的。

       对于产品设计来说,衡量企业的产品数字化能力包括设计、仿真、加工三个方面。但是由于这三个领域各自都有不同的软件,因此就出现了数据模型互相转换的问题。

产品数字化能力内涵

图1 产品数字化能力内涵

异构数据困局何解?

       如上所述,异构数据模型因为各自软件的内部定义和表达不同,因此很难实现100%完全转换。目前大多数情况下是通过入stp、iges等中性文件来做中间格式完成几何形体的转换。但是从产品设计角度来看,仅仅转换几何形体不能满足设计、仿真、加工的要求。因此三维模型转换始终是不同CAD软件之间的瓶颈。

       另外,CAD软件厂商自身处于各自商业、市场目的是不愿意公开各自的私有数据格式,这样客观上造成异构数据格式转换上的瓶颈。

       那么,以stp等为代表的通用数据文件格式能解决这个难题吗?答案是否定的。如上面阐述的,stp等中性文件只能在几何外形上实现数据转换,而且不是100%转换,在转换过程中存在数据丢失现象。由于异构数据之间的公共交集部分太小,因此除了几何形体数据外,其他的非几何数据在stp这类文件中基本没有描述。这样就造成数据模型在其他应用软件中的使用范围受到很大制约。

“数字模型共用”的挑战

       数字模型共用是我们追求的最高目标。那么“一套数据打天下”难在哪里?首先,技术层面上要突破“以中间文件格式为转换载体”的约束。我们需要一套全新的数据结构,用来承载几何形体数据、非几何标注信息、模型属性信息等描述产品模型的全部信息数据,称为“XDesign数据”。

       以“XDesign数据”为核心,采用数据库存储方式,彻底摒弃以磁盘文件保存模型的方式,在此基础上建立应用软件,实现不同应用软件的数据来源统一。

       考虑到不同软件的应用场景差异,对模型数据的不同要求,“XDesign数据”是一套类比于元数据的一种数据格式,具备通用性是核心要素。

以数据为核心的设计云平台

       以“XDesign数据”为核心,新迪打造了涵盖设计、仿真、制造等环节的研发设计平台。该平台实现了基于数据库的高效数据存储和管理。其特点如下:

       (1)三维CAD作为三维模型产生源头,其模型以数据方式直接保存云数据库,实现集中管理、安全存储;

       (2)设计云满足从设计到营销所有阶段多模型数据的需求;

       (3)平台的开放性体现在对第三方应用APP的集成,包括仿真、CAM、PLM等应用;

       (4)平台力争具备供应链协同能力,满足长供应链产品(如汽车等)的模型数据统一管理需求;

       (5)平台兼具公有云部署和私有云部署,满足不同场景用户需求;

       (6)打通数据孤岛,实现从设计到营销的数据应用;

       (7)实现集中、安全、高效的数据存储和管理;

       (8)灵活配置的CAD客户端与云数据管理,减轻企业IT管理维护压力(特别是对于传统PLM和大型CAD软件等软件产品的IT维护,工作量是很大的);

       (9)彻底解决设计软件版权问题;

       (10)协助用户打通从客户到生产的数据断链,帮助客户实现“C2M”。

整机设计协同云平台的价值含义

       来自设计的延伸:面向“可制造”的设计研发云软件

       MBD(Model Based Design),基于模型的设计是一个将三维产品模型应用于后续制造等环节的核心技术。在产品3D模型中描述与产品相关的所有设计信息、工艺信息、产品属性以及管理信息的先进的产品数字化定义方法。各类信息按照模型的方式进行组织管理、显示、传递和重用。MBD模型中包含产品制造信息PMI。

       由于包含PMI信息,从而可以在设计阶段根据后续加工要素来提前验证、反馈产品设计中的问题,提高设计效率。

       面向整机的设计协同 - 新迪“3D云盘”

       新迪数字推出的“3D云盘”产品,是融合产品数据管理、异构CAD模型使用的协同设计、设计评审、模型分享的一体式平台。

新迪“3D云盘”的功能示意

图2 新迪“3D云盘”的功能示意

       “3D云盘”功能流程如下:

       (1)整机设计任务分解;

       (2)异构设计模型数据统一管理;

       (3)基于Web的数字样机协同装配;

       (4)基于Web的数字样机协同评审。

       面向整机的设计协同 - 新迪“3D云盘”数字样机

       新迪“3D云盘”实现基于浏览器的多人协同数字样机环境。多人可以同步查看、装配数字样机,从而完成基于数字样机的设计装配和评审。

基于浏览器的多人协同数字样机环境

图3 基于浏览器的多人协同数字样机环境

       面向整机的设计协同 - 新迪“3D云盘”协同评审 

面向整机的设计协同 - 新迪“3D云盘”协同评审

图4 面向整机的设计协同 - 新迪“3D云盘”协同评审

       面向整机的设计协同 - 新迪“3D云盘”便捷分享

       新迪“3D云盘”通过Web3D轻量化技术,可以将3D CAD产品模型通过浏览器直接进行真3D展示,从而实现脱离CAD软件依赖的三维模型应用。

       通过二维码分享的方式,可以将3D模型快速、无损、高效地分享给客户伙伴。

新形势下的国产工业软件领导者

       杭州新迪数字工程系统有限公司(简称“新迪数字”)成立于2003年,是一家拥有国际先进水平三维CAD/CAE核心技术的工业软件企业,中国领先的基础工业软件和工业云提供商。

       公司成立之初,先后与达索SolidWorks、ANSYS、MSC、Siemens等国际一流工业软件厂商建立合作。历经多年的研发积累,新迪数字在三维CAD建模、复杂曲面造型、CAE前后处理、Web 3D模型轻量化、大型工业软件架构、工业软件上云等技术领域拥有国际先进、国内领先的自主核心技术。

       公司围绕3D研发设计和设计数据在生产制造、市场营销、运维服务等多个环节的协同和共享,开发出一系列工业软件产品。其推出的“新迪3D设计软件”是目前国内领先的高端三维CAD软件。同时,以新迪3D设计软件、3D云盘、企业资源云库等软件构成的企业级研发设计协同解决方案,能帮助制造业快速构建完整的数字化产品研发设计体系,目前已广泛应用于通用与专用设备、工程机械与重型装备、汽车及汽车零部件、半导体与电子信息等行业。典型客户包括:今创控股、欧菲光、中车工业研究院、中汽工程、申昊科技、神驰气动、汤姆智能装备、考比锐特等先进制造企业。

       新迪数字早在2015年就开始率先布局工业云领域,是工信部认定的第一批工业云试点示范企业。公司陆续推出以新迪3DSource零件库、新迪图纸通、新迪产品通为代表的SaaS工业云软件,采用云原生和微服务架构开发,跨多种设备终端使用,为个人用户和中小企业提供云化、SaaS化的协同共享服务,目前已拥有上百万注册用户,成功服务十几万家工业企业。

       未来,公司将加大市场布局和产品推广,加快三维CAD软件和SaaS工业云软件的研发,完善和扩大公司销售和服务网络,将新迪数字打造成中国顶尖的基础工业软件和工业云提供商,在新一轮工业科技革命和经济转型升级中引领中国制造业企业的数字化变革和高质量发展。
 
责任编辑:程玥
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐