NX (система автоматизированного проектирования)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
NX
Модель Mars Rover Curiosity в NX.jpg
Тип

CAD, CAM, CAE

Разработчик

Siemens PLM Software

Операционная система

UNIX, Linux, Mac OS X, Microsoft Windows

Лицензия

Запатентованное решение

Сайт

plm.automation.siemens.com/ru_ru/products/nx/index.shtml

Commons-logo.svg NX на Викискладе

NX (ранее «Unigraphics») — флагманская CAD/CAM/CAE-система производства компании Siemens PLM Software[1] [2] (до 1 октября 2007 года называлась UGS). Программа использует ядро геометрического моделирования Parasolid.

NX поддерживает широкий спектр операционных систем, включая UNIX и Linux, Mac OS X, Windows с возможностью одновременного использования нескольких ОС[3].

Основными конкурентами программы являются CATIA компании Dassault Systèmes и Creo Elements/Pro (ProEngineer) компании PTC.

История создания[править | править вики-текст]

Первоначально система носила название «Unigraphics» и была разработана американской компанией United Computing. В 1976 году компания McDonnell Douglas (сегодня Boeing) приобрела United Computing и впоследствии была образована McDonnell Douglas Automation Unigraphics Group. Компания EDS приобрела данный бизнес в 1991 году. После приобретения EDS компании Structural Dynamics Research Corporation в 2001 году, продукт Unigraphics был объединен с САПР I-DEAS, разработанной SDRC. Постепенное добавление функциональных возможностей I-DEAS в основной код системы «Unigraphics» стало основой существующей линейки продуктов NX.

Дополнительные функциональные возможности продукта «Imageware» были интегрированы в систему NX с целью развития функционала по обработке сканированных данных (облаков точек и данных в формате STL) для поддержки процессов реверс-инжиниринга [4].

Решения NX[править | править вики-текст]

Проектирование (CAD)[править | править вики-текст]

Набор приложений, входящий в пакет NX CAD, позволяет решать задачи разработки полного электронного макета всего изделия и его составных частей для последующего использования в процессах технологической подготовки производства.

Функционал приложений позволяет автоматизировать этапы проектирования изделия и выпуска конструкторской документации в различной форме представления. Поддерживаются технологии проектирования как «снизу-вверх», так и «сверху-вниз» с возможностью построения сквозных процессов разработки от требований к изделию до этапа выдачи данных для производства.

Промышленный дизайн[править | править вики-текст]

Средства промышленного дизайна в NX предназначены для разработки внешнего облика (или интерьера) проектируемого изделия и анализа его эстетических и визуальных характеристик. Данный функционал позволяет автоматизировать процессы разработки дизайна от оцифровки или создания двумерных скетчей до анализа технологических процессов изготовления элементов внешнего облика и проектирования соответствующей оснастки.

Средства автоматизации разработки дизайна представлены следующими группами инструментов:

  • Моделирование поверхностей (Freeform Shape) — инструментарий для создания параметрических поверхностей любой степени сложности, а также набор средств анализа качества геометрии.
  • Свободное моделирование (Realize Shape) - инструментарий, позволяющий создавать точную геометрию, используя алгоритм поверхностей подразделения (subdivision), при котором пользователь модифицирует геометрию путем перетаскивания управляющих точек-маркеров. Данный способ позволяет создавать любые формы без использования комплексных параметрических зависимостей и, в то же время, получать геометрию, с которой далее можно работать на всех последующих этапах без конвертации.
  • Динамический рендеринг (Dynamic & Photorealistic Rendering) — набор механизмов, позволяющих получать реалистичное изображение изделия как в режиме реального времени, так и в последовательном режиме. В режиме реального времени система автоматически обновляет и перегенерирует получаемое изображение при любом изменении геометрии. При генерации изображения учитываются источники света, материалы, текстуры, параметры окружающей среды, наложение теней и другие параметры, влияющие на качественные характеристики получаемого изображения. Рендеринг может производиться как в интерактивном режиме, так и в фоновом, а при необходимости может использоваться механизм удаленного рендеринга на специализированных серверах.

В дополнение к этим группам инструментов в системе NX CAD имеется набор функционала для задач реверс-инжиниринга, которые могут возникать в процессах разработки промышленного дизайна. Данный функционал позволяет оперативно обработать сканированные данные, которые приходят в формате STL или в виде облака точек, и получить точную геометрию, которую можно дальше использовать при разработке.

Разработка механических систем[править | править вики-текст]

Система NX CAD позволяет выполнить моделирование деталей и сборок изделия, провести анализ пересечений и расчёт массы, подготовить 2D-документацию — чертежи или 3D-документацию с использованием PMI (размеры и аннотации наносятся на 3D-модель). С помощью инструментария приложений моделирования деталей и сборочных единиц, пользователь может создать полный цифровой аналог разрабатываемого узла или единичной детали, содержащий точную геометрию, рассчитанные массово-инерционные характеристики, свойства материалов, а также все требования необходимые для изготовления и контроля.

Возможности системы позволяют моделировать изделия любой степени сложности и размерности – от бытовой техники до изделий корабельной и авиакосмической промышленностей. Электронные модели, создаваемые в приложениях NX CAD используются далее в модулях инженерного анализа и технологической подготовки производства.

Разработка систем маршрутизации[править | править вики-текст]

В системе NX CAD представлено несколько приложений закрывающих задачи проектирования электрических и трубопроводных систем различного назначения. Функционал данных приложений позволяет моделировать системы с учетом физических ограничений (провисание, радиусы гиба, прямые участки и т.д.), а также подбирать компоненты системы по одному или нескольким критериям. В текущей версии NX доступны следующие приложения:

  • “Проектирование электрики” – содержит полный набор инструментов для создания электрического описания разрабатываемого изделия, анализа технологичности и подготовки необходимых данных и документации для производства. Данное приложение интегрируется со всеми основным ECAD системами, в которых создается схемная часть электрического описания изделия или его частей.
  • “Проектирование трубопроводов” – включает инструменты для проектирования гидравлических, пневматических, топливных и прочих трубопроводных систем, состоящих из жестких компонентов.
  • “Логическая маршрутизация” – позволяет разрабатывать схемное описание изделия для трубопроводных систем и связывать его с 3D макетом для обеспечения трассировки и контроля соответствия проложенных трасс схеме.

Mechatronics Concept Design (MCD)[править | править вики-текст]

Приложение MCD предназначено для моделирования поведения мехатронных систем на ранних стадиях проектирования. Пользователю предоставляется среда виртуального моделирования, в которой он может описать разрабатываемое изделие, используя физические характеристики его компонентов, задать граничные условия, действующие силы и параметры среды. Далее, проводя симуляцию поведения системы в режиме реального времени пользователь может анализировать её поведение с помощью виртуальных датчиков и сигналов.

Также в среде MCD реализован функционал виртуальной пуско-наладки, который позволяет проводить симуляцию объединяя физические и виртуальные компоненты изделия, в частности объединив реальный цифровой контроллер с виртуальной цифровой моделью механизма[5].

Инженерный анализ (CAE)[править | править вики-текст]

Набор средств инженерного анализа в системе NX представляет собой приложение пре- и постпроцессинга (Pre/Post) и подключаемых к интерфейсу расчётных решателей[6]. В качестве решателей может выступать как пакет NX Nastran, так и программные пакеты других разработчиков. Среда инженерного анализа может работать как независимо, так и в интеграции с PLM системой Teamcenter[7]. В последнем случае все расчетные данные сохраняются в PLM системы и управляются с точки зрения прав доступа, ревизионности, процессов выпуска и согласования, и т.д.

Приложение пре/постпроцессинга построенно на базе общей платформы приложений NX CAD и использует все возможности геометрического ядра Parasolid. Расчётные модели связаны с исходными 3D моделями, и при необходимости внесения каких-то изменений или упрощений у пользователя есть возможность редактировать ассоциативно связанную геометрию, не влияя на оригинальную модель, но отслеживая все изменения.

Функционал инструментов входящий в пакет инженерного анализа NX позволяет проводить анализ статического нагружения конструкции, поиск собственных частот (динамика), аэродинамический и тепловой анализ, а также решать ряд прикладных специализированных задач.

14 июня 2016 года компания Siemens PLM Software представила Simcenter - комплексный портфель продуктов для инженерного анализа, включающий в себя инструменты для проведения 1D- и 3D-расчётов, физических испытаний, управления данными инженерного анализа, прогнозирования технических характеристик и поведения изделия[8].

Проектирование оснастки[править | править вики-текст]

В дополнение к приложениям, отвечающим за конструкторскую проработку самого изделия, система NX CAD предлагает ряд решений, отвечающих за проектирование средств технологического оснащения:

  • Mold Wizard — пакет проектирования элементов пресс-форм для изделий, получаемых литьем.
  • Progressive Die Wizard — пакет проектирования штампов последовательного действия.
  • Die Engineering и Die Design — модули проектирования штампов и структуры штампов.
  • One Step Formability — одношаговый анализ формуемости для оценки возможности получения листовой детали методом холодной штамповки.
  • Electrode Design — модуль проектирования оснастки для электроэрозионной обработки.

Приложения созданы с учётом принципа мастер-модели и обеспечивают ассоциативную связь как с изделием (CAD), так и с проектом обработки оснастки в CAM.

Программирование станков с ЧПУ (CAM)[править | править вики-текст]

NX CAM — модуль подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ[9].

Поддерживает различные виды обработки: токарную обработку, фрезерную обработку на 3—5-осевых станках с ЧПУ, токарно-фрезерную, электроэрозионную проволочную обработку. Система NX CAM поддерживает прогрессивные виды обработки и оборудование: высокоскоростное фрезерование, обработку на основе элементов, токарно-фрезерные многофункциональные станки. Содержит встроенный модуль симуляции обработки на станке, работающий в кодах управляющей программы (G-кодах), который используется для анализа УП и обеспечивает контроль столкновений.

Ассоциативная связь между исходной моделью и сформированной траекторией инструмента обеспечивает автоматическое обновление данных при внесении изменений.

Программирование координатно-измерительных машин и анализ данных измерения[править | править вики-текст]

Модуль по программированию координатно-измерительных машин (КИМ) обеспечивает подготовку управляющих программ для КИМ и анализ данных измерения, в том числе сравнение данных измерения с 3D-моделью. Программа проведения измерений может быть создана с использованием объектов PMI – информации о допусках размеров и отклонений форм и поверхностей. В этом случае снижается объем ручного ввода данных, и программа контроля может быть ассоциативно связана с исходной моделью и, соответственно, отслеживать изменения. Поддерживается симуляция процесса измерения на КИМ на основе кода УП (обычно DMIS[10]).

Средства расширения функционала системы[править | править вики-текст]

Система NX предоставляет набор механизмов, позволяющий расширять стандартный функционал и разрабатывать собственные средства автоматизации на базе платформы NX. Для разработки могут быть использованы основные языки программирования, такие как .NET, C++, Python, Java. Также система предоставляет возможность использовать внутренний KBE (knowledge based engineering) язык программирования.

Синхронная технология[править | править вики-текст]

Разработанная Siemens синхронная технология моделирования[11] [12] впервые была реализована в версии NX 6, выпуск которой состоялся 30 июня 2008 года. Эта технология позволяет работать с топологическим описанием геометрии модели, не учитывая параметрические зависимости или их отсутствие. Традиционные средства параметрического моделирования имеют ряд известных ограничений при работе с непараметризованной геометрией или при наличии сложных параметрических зависимостей. Синхронная технология даёт возможность работать с такими моделями и редактировать их, автоматически распознавая геометрические элементы и связи между ними.

Применение[править | править вики-текст]

NX широко используется в машиностроении, особенно в отраслях, выпускающих изделия с высокой плотностью компоновки и большим числом деталей (энергомашиностроение, газотурбинные двигатели, транспортное машиностроение и т. п.) и/или изготавливающих изделия со сложными формами (авиационная, автомобильная и т. п.). В частности, систему используют такие крупные компании, как Daimler[13] [14], Chrysler[15], Boeing[16], Bosch[17], NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL)[18] [19] [20], Land Rover BAR[21], Red Bull Racing[22], ММПП «Салют»[23], «ОКБ им. Сухого»[24], «МВЗ им. Миля»[25], ПАО «КАМАЗ»[26], «ГКНПЦ им. Хруничева»[27], ОАО «Авиадвигатель»[28], ОАО «Метровагонмаш»[29], ОКБ «Аэрокосмические системы»[30], НПО «Сатурн»[31], ПКО «Теплообменник»[32], ООО «Всесоюзный научно-исследовательский центр транспортных технологий» (ВНИЦТТ)[33] и др. NX широко используется компаниями, производящими товары народного потребления, медицинское оборудование, электронику[34].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Review: Siemens PLM NX 11 // Develop3D. — 9 мая 2016.
  2. Ал Дин Обзор: Siemens PLM NX 11 // isicad.ru. — 10 ноября 2016.
  3. Siemens NX стал доступен для Mac OS X // CADpoint.ru : Пресс-релиз. — 14 июня 2009.
  4. Benefits of integration with NX // Digital Process LTD..
  5. Siemens PLM Software’s new machine design solution to improve development time and quality // Design World Online. — 14 сентября 2010.
  6. Гончаров П. С., Артамонов И. А., Халитов Т. Ф., Денисихин С. В., Сотник Д. Е. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ. — М.: ДМК Пресс.. — 2012. — ISBN 978-5-94074-841-0.
  7. Р. Буш. Основы обеспечения долговечности конструкций средствами NX // CAD/CAM/CAE Observer. — 2008. — № 1 (37). — С. 30—33.
  8. Компания Siemens представляет решение Simcenter для прогнозирования технических характеристик и необходимого поведения изделия в процессе его разработки // isicad.ru. — 17 июня 2016.
  9. Vynce Paradise. Какую систему симуляции обработки вы применяете? // CAD/CAM/CAE Observer. — 2008. — № 3 (39). — С. 51—54.
  10. ISO 22093:2011 Industrial automation systems and integration - Physical device control - Dimensional Measuring Interface Standard (DMIS) // ISO. — 2011.
  11. Siemens PLM Software выпускает САПР NX 6 : PC Week. Новости. — 11 августа 2008.
  12. Siemens PLM вносит в САПР свежую струю : PC Week. Новости. — 13 мая 2008.
  13. Александра Суханова «Наш бизнес в России — это яркая история успеха Siemens PLM Software» // CAD/CAM/CAE Observer. — 2011. — № 1 (61). — С. 10-20.
  14. «Технологии Siemens PLM Software используются большинством компаний, представившими новые модели на Североамериканском автошоу» // Портал машиностроения. — 28 января 2012.
  15. «Chrysler отказывается от CATIA в пользу NX» // CAD/CAM/CAE Observer. — 2010. — № 4 (56). — С. 24.
  16. «Boeing подписал соглашение с Siemens PLM Software сроком на 10 лет» // Авиатранспортное обозрение. — 2012.
  17. «Победители и побежденные: промышленный гигант Bosch стандартизирует CAD и PLM» // CAD/CAM/CAE Observer. — 2016. — № 3 (103).
  18. «Siemens „приложил руку“ к старту работы научной лаборатории Curiosity» // i-Mash.ru. — 15 августа 2012.
  19. Марк Кларксон «На пути к Марсу!» // isicad.ru. — 30 августа 2012.
  20. «Решения Siemens для марсохода NASA» // Журнал «Компания». — август 2012.
  21. Команда Land Rover BAR с помощью решений Siemens PLM Software разрабатывает гоночный парусник для участия в “Кубке Америки 2017” // CAD/CAM/CAE Observer. — 2016. — № 6 (106).
  22. Продолжение следует. Siemens как зеркало новой промышленной революции // Журнал "Автопилот". — 3 октября 2016. — № 7. — С. 54.
  23. Александра Суханова Для авиадвигателестроения NX — вне конкуренции // CAD/CAM/CAE Observer. — 2007. — № 6 (36).
  24. Александра Суханова Игра идет «по-взрослому». Интервью Е. И. Савченко, начальника отдела САПР «ОКБ Сухого» // CAD/CAM/CAE Observer. — 2006. — № 5 (29). — С. 7—14.
  25. Александра Суханова МВЗ им. М.Л. Миля готов помогать другим заводам холдинга “Вертолёты России” в освоении PLM // CAD/CAM/CAE Observer. — 2013. — № 1 (77).
  26. Александра Суханова, Юрий Суханов Отдавая должное инвестициям, технологиям и партнерам по внедрению PLM, мы осознавали, что главное условие успеха – увлеченность наших сотрудников // CAD/CAM/CAE Observer. — 2014. — № 1 (85).
  27. Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева и Siemens PLM Software объявляют о крупнейшем внедрении PLM-систем в России // isicad.ru. — 26 октября 2010.
  28. Решения Siemens PLM Software модернизируют производство российских авиадвигателей // САПР и графика. — 2010. — № 3.
  29. Конференция Ideal PLM Technology Day, Санкт-Петербург 2015 // cadroad.com.
  30. Александра Суханова Наше ОКБ – одна из немногих специализированных компаний в мире, обладающих компетенциями для создания БКС самолёта или вертолёта, соответствующей всем современным требованиям // CAD/CAM/CAE Observer. — 2015. — № 1 (93).
  31. Павел Чупин, Юрий Зеленков, Юрий Шмотин Виртуальная среда проектирования // НПО «Сатурн». — 12 октября 2010.
  32. Отчёт о конференции “Информационные технологии для поддержки жизненного цикла изделий” // 2cio.ru.
  33. Разрабатывается модельный ряд специализированных вагонов-цистерн.
  34. Dyson Innovation Network Designs Top Selling Vacuum Cleaners (англ.) // Digitaleng.news. — 12 июня 2008.

Литература[править | править вики-текст]

  • Ведмидь П.А., Сулинов А.В. Программирование обработки в NX CAM. — М.: ДМК Пресс, 2014. — С. 304. — ISBN 978-5-97060-143-3.
  • Ведмидь П. А. Основы NX CAM. — М.: ДМК Пресс, 2012. — 216 с. — ISBN 978-5-94074-455-9.
  • Гончаров П. С., Артамонов И. А., Халитов Т. Ф. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ. — М.: ДМК Пресс, 2012. — 504 с. — ISBN 978-5-94074-841-0.
  • Гончаров П. С., Ельцов М. Ю., Коршиков С. Б., Лаптев И. В., Осиюк В. А. NX для конструктора-машиностроителя. — M.: ИД ДМК Пресс, 2010. — 504 с. — ISBN 978-5-94074-590-7.
  • Данилов Ю., Артамонов И. Практическое использование NX. — М.: ДМК Пресс, 2011. — 332 с. — ISBN 978-5-94074-717-8.
  • Ельцов М. Ю., Козлов А. А., Седойкин А. В. Проектирование в NX под управлением Teamcenter. — М.: ДМК Пресс, 2013. — 752 с. — ISBN 978-5-94074-839-7.
  • Краснов М., Чигишев Ю. Unigraphics для профессионалов. — ЛОРИ, 2003. — 320 с.
  • Почекуев Е. Н., Путеев П. А., Шенбергер П. Н. Проектирование последовательных штампов для листовой штамповки в системе NX. — М.: ДМК Пресс, 2012. — 336 с. — ISBN 978-5-94074-858-8.
  • Тороп Д. Н., Терликов В. В. Teamcenter. Начало работы. — М.: ДМК Пресс, 2011. — С. 280. — ISBN 978-5-94074-783-3.

Ссылки[править | править вики-текст]