|
Podstawowe zagadnienia
|
Projektowanie wspomagane komputerowo (Computer-Aided Design – CAD) jest ważnym narzędziem stosowanym do przemysłowych prac inżynieryjnych od połowy lat 80., tj. od początku istnienia tej technologii. Większość zakładów produkcyjnych posługuje się technologią CAD, stosując ją do projektowania i symulacji modeli będących planem do projektów związanych z konstruowaniem nowych elementów, przeróbkami czy też rozbudową.
Technologie CAD rozwijają się z każdym rokiem, jednak równie ważne jest medium, przez które szablony CAD są wysyłane i rozpowszechniane. Dawniej dostępne jedynie na życzenie, szablony CAD obecnie znajdują się w bibliotekach online na stronach producentów oraz na CD-ROM-ach, za darmo i bez potrzeby uzyskania specjalnej autoryzacji. Obecnie inżynierowie pracujący w zakładach przemysłowych mogą uzyskać bezpośredni i szybki dostęp do szablonów CAD. Przeznaczone do kopiowania, są weryfikowane przez producentów, na których profesjonalizmie mogą polegać użytkownicy.
Rozwiązanie to zaowocowało zwiększeniem zastosowania szablonów CAD i wzrostem ich wydajności. Według raportu Mason & Madison & Clark Marketing Research Group, zajmującej się badaniami marketingowymi, w roku 2001 inżynierowie skopiowali z Internetu ponad 10 milionów szablonów CAD, a średni użytkownik skopiował 168 szablonów CAD do 306 rysunków. Wykorzystanie szablonów CAD na stronie internetowej cadregister.com, wiodącej bibliotece szablonów CAD, zwiększyło się na przestrzeni ostatniego roku o ok. 50%. Firma Swagelok Co., jeden z producentów działających na stronie cadregister.com, donosi, że działalność w dziedzinie CAD zwiększyła się z 8000 w grudniu 2001 do prawie 26 000 w listopadzie 2002 (rys 1).
Według przeprowadzonego w roku 2002 badania Thomas Register, inżynierowie posługujący się dostępnymi w formie elektronicznej szablonami CAD zaoszczędzili w roku 2000 – 12 godzin/miesiąc, w 2001 – 15 godzin/miesiąc oraz 17 godzin w miesiącu w roku 2002 (rys. 2). 60% badanych inżynierów powiedziało, że gdyby obsługujący ich dostawca nie oferował szablonów CAD do kopiowania, a byłyby one dostępne u innego dostawcy, to zmieniliby dostawcę. Trzy lata temu to samo deklarowało 44% inżynierów.
Nie dziwi fakt, że udogodnienia i wydajność uzyskiwane za pomocą kopiowanych szablonów CAD przekładają się na oszczędności. Obecnie inżynierowie i menedżerowie zakładów wolą wybrać tych dostawców, którzy oferują szablony CAD dostępne przez Internet (zakładając, że pozostałe elementy oferty są takie same) i zachęcają pracowników, współpracowników i podwykonawców do stosowania szablonów CAD. Ankieta Thomas Register w roku 2002 wykazała, że 90% respondentów wypowiedziało się, iż dostępne elektronicznie szablony CAD mają znaczny wpływ na wyniki finansowe firmy.
W jaki sposób inżynierowie zakładów stosują szablony CAD?
Inżynierowie zajmujący się projektowaniem są głównymi użytkownikami szablonów CAD, ale stosują je również inżynierowie pracujący w zakładach. Inżynierowie zajmujący się nadzorowaniem zakładów produkcyjnych wymagają od swoich zespołów inżynieryjnych stosowania kopiowanych szablonów CAD, w celu minimalizacji kosztów.
Zespoły inżynieryjne mogą zajmować się rurami, elektryką, hydrauliką, mechaniką, gazami, mogą również obejmować specjalistów MRO, którzy zaliczają się do kategorii „inżynierów zakładu”. Jeśli dana część ulegnie uszkodzeniu i nie można już jej kupić u producenta specjalista poszukuje zamiennika. Inżynier, który wykorzystuje bibliotekę CAD online, zawierającą szablony CAD pochodzące od wielu producentów, a nie tylko jednego, znajdzie go zdecydowanie szybciej, niż przeglądając wydrukowane katalogi dostępne w firmie.
Ponadto szablon CAD to wirtualna prezentacja danej części zamiennej. Można ją oglądać i badać ze wszystkich stron. Można ją umieścić w każdym z głównych programów do modelowania CAD, co pozwala inżynierom na przetestowanie, czy dana część będzie pasować, a jej parametry umożliwią kompatybilność z innymi elementami systemu.
Nawet jeśli elektroniczny model całego systemu nie istnieje, technologia CAD w dalszym ciągu może być przydatna i skuteczna. Przemysł produkcyjny szybko zmierza do punktu, w którym w zasadzie każda część – nowa lub stara – będzie dostępna w postaci szablonu CAD. Tak więc inżynier będzie mógł odnaleźć i skopiować szablony CAD dla otoczenia części i połączenia z częścią zamienną. Następnie różne potencjalne części zamienne mogą być umieszczane i testowane w modelu.
Szablony CAD mogą okazać się cenne, przy opracowywaniu nowego systemu produkcyjnego, rozbudowie już istniejącego lub też aktualizacji systemu tak, aby dostosować go do nowych wymogów produkcyjnych. W każdym z tych procesów inżynierowie mogą współpracować z innymi inżynierami – zajmującymi się projektowaniem, pracami badawczo-rozwojowymi, konsultantami oraz menedżerami do spraw projektów. Takie projekty przetwarzane są warstwowo lub tematycznie, w ustalonym wstępnie, szerokim zakresie, po którym następuje specyfikacja części oraz ich umiejscowienie. Na każdym etapie procesu szablony CAD mogą być używane jako wygodne, skuteczne narzędzia do zbierania i rozpowszechniania informacji.
Inżynier wysokiego szczebla w zakładzie może blisko współpracować z grupą projektującą, posiłkując się wiedzą dotyczącą procesów produkcyjnych. Podczas dokonywania przeglądów procesów produkcyjnych może poszukiwać dostępnych w sieci bloków CAD, którymi można zastąpić te proponowane. Na dalszym etapie realizacji projektu wyspecjalizowany inżynier może pracować z szablonami CAD w celu wybrania konkretnych części do aplikacji elektrycznych, mechanicznych lub innych.
Szablony CAD są skuteczne na wszystkich etapach projektu, ponieważ są łatwo dostępne, bardziej precyzyjne (w przeciwieństwie do obliczeń wykonanych przez ludzi), w sposób skuteczny są rozpowszechniane wśród członków zespołu, prezentując informacje w formacie wizualnym. Ponieważ są to informacje wizualne, rysunki CAD mogą być przekonującym narzędziem, pomagającym zespołom podczas prezentowania propozycji przed audytorium zewnętrznym. Szablony CAD ożywiają system. W formacie CAD system jest namacalnym modelem, który można urzeczywistnić. Obecnie z zestawu rysunków CAD użytkownicy mogą utworzyć zautomatyzowane kolorowe klipy filmowe, pokazujące projekt w jego całkowitej formie.
Uzbrojeni w tę technologię inżynierowie mogą skutecznie argumentować zagadnienia i przedstawiać je osobom podejmującym decyzje, które zobaczywszy produkt końcowy w formacie trójwymiarowym, będą mogły zarządzać zakupami.
Korzyści wynikające z dostępu do szablonów CAD
Inżynierowie mogą pozyskać szablon CAD dla danej części na wiele sposobów. Dawniej sami tworzyli szablony CAD w oparciu o wymiary otrzymane od producentów lub też otrzymywali szablony CAD pocztą elektroniczną, po uprzednim złożeniu zamówienia u producenta. Obie te metody wymagają, aby inżynier czekał na odpowiedź, co wprowadza niedogodności, takie jak prowadzenie poszukiwań przez telefon, słabo odbite faksy, e-maile, które wracają niedostarczone do nadawcy czy złe informacje. Proces komunikacji pomiędzy inżynierami a producentami komponentów jest powolny i uciążliwy, a realizacja celu może zająć kilka tygodni. Ponadto, tradycyjne metody uzyskiwania formatu CAD wymagają od inżyniera znacznego nakładu pracy w celu sporządzenia CAD – komunikacji, rysunków lub programowania.
Zastosowanie szablonów CAD dostępnych w Internecie oraz na CD-ROM-ach to wygodna alternatywa pozyskiwania ich. Inżynier loguje się na stronie reprezentującej jedną firmę, dostawcę lub konsorcjum firm, wybiera część, wprowadzając jej specyfikacje lub też w niektórych przypadkach wpisując numer części, i wchodzi w szablon CAD, który może zostać zbadany w trzech wymiarach. Jeśli dana część jest odpowiednia, inżynier może umieścić ją w każdym z głównych programów do modelowania CAD na swoim komputerze. Tutaj już zaczyna się znajomy proces, polegający na manipulowaniu różnymi szablonami CAD dla sprawdzenia, czy części pasują, dla weryfikacji odległości oraz funkcjonalności.
Oprócz przyspieszania prac oraz wygody rozwiązania, dostępne poprzez Internet szablony CAD oferują dodatkową, bardzo cenną korzyść – są łatwiejsze do utrzymania. Szablony CAD nie są przechowywane w Internecie w taki sam sposób, jak dwuwymiarowe rysunki CAD, przechowywane w szafie. W Internecie znajduja się wymiary – ostatnie dostarczone przez producenta. W odpowiedzi na żądanie użytkownika, program buduje rysunek CAD i przedstawia go w postaci trójwymiarowej. Jeśli użytkownik wyraża takie życzenie, można sporządzić części na zamówienie poprzez zmianę wymiarów szablonu, w celu wygenerowania nieco innego rysunku.
Ponieważ szablony CD-ROM CAD są przechowywane w formacie statycznym, ich przeszukiwanie i kopiowanie jest jeszcze szybsze niż w przypadku wersji internetowych. Ponadto, wiele firm oferuje częste aktualizacje, wiele wersji językowych, np. hiszpańską, francuską i niemiecką.
Ostatnią kwestią związaną z poszukiwaniem szablonów CAD jest sposób znalezienia danej części, jeśli nie zna się jej numeru, a nawet producenta? Bez narzędzi elektronicznych, takich jak Internet, proces ten może być pracochłonny. Jednakże narzędzia dostępne w Sieci dostarczają inżynierom wiele opcji wyszukiwania np. według producentów lub też specyfikacji części. Mechanizmy wyszukiwania dostępne w internetowych bibliotekach części w formacie CAD oferują prosty sposób zlokalizowania poszukiwanej części w oparciu o kategorię produktów lub kluczowe parametry, takie jak materiały konstrukcyjne, wymiary i połączenia końcowe. Poprzez narzędzia do wyszukiwania inżynierowie mogą odkryć, że ich firma kupowała i używała części droższych niż były konieczne dla danej aplikacji.
Niektóre firmy oferują kalkulatory komponentów, czyli zaawansowane narzędzia do wyszukiwania, które pozwalają użytkownikom na ustalenie właściwego produktu w oparciu o specyfikacje systemu, takie jak zakres ciśnień, temperaturę, media, określoną grawitację, przepływ i wiele innych kryteriów.
Artykuł pod redakcją Andrzeja Czerwca
Autor: Steve A. Sackett i Tom Gubanc, Swagelok Co.
