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      NX重用庫幫助客戶有效管理和應用企業知識

      發布日期:2020/07/30

      1 NX重用庫概述

      企業產品研發人員在進行新產品的研制時,通常會利用已有的大量歷史數據,例如:會直接基于已有的某產品型號數據,通過局部修改(部分零部件的替換,或部分零件的修改等)來完成新型號的設計;會直接選用標準件數據(包括國標件和企標件等);會直接基于已有的典型形狀,在新產品的零件設計中進行模型的快速創建等。企業的大量歷史數據是企業的知識資產,其有效的重用既提高產品研制的效率,又可極大地降低成本。

      為了便于管理企業大量的可重用數據,在西門子數字化工業軟件的NX軟件系統中提供了NX重用庫的功能。NX重用庫能將各種標準件庫、用戶自定義特征庫、符號庫等無縫的集成在NX界面中,具有很好的開放性和可維護性,方便用戶使用和維護, *終形成企業的各種重用庫。

      image.png

      圖1  NX重用庫幫助客戶有效管理和應用企業知識

      NX重用庫支持的對象包括:

      • 行業標準部件和部件族

      • 通過PTS(Product Template Studio)定義的典型產品模板部件

      • 管線設計布置組件

      • 用戶定義特征

      • 規律曲線、典型形狀和輪廓

      • 2D 截面

      • 制圖定制符號

      • … …

      重用庫的使用:在產品設計中需要應用重用庫中的對象時,可通過拖拽的方式即可實現,如下圖所示,在重用庫中選取所需的對象(例如螺釘),將其拖拽到NX軟件的圖形區,此時系統會自動彈出針對該系列螺釘的對話框,只要選取需要的規格參數,系統就能創建出所需要的對象。

      image.png

      圖2  NX重用庫的應用

      針對典型結構,可以采用PTS(Product Template Studio)產品模板工作室來包裝出一特定的界面,從而實現典型結構的快速重用。下圖是一典型的夾具結構,只要在其界面中給定零件的參數,就能得到需要的對象。

      image.png

      圖3  NX重用庫中產品模板的應用

      NX重用庫為客戶的所有可重用的設計數據提供了 組織管理和應用機制,其特點是:

      • 與基于NX產品研發環境完全集成,并在NX產品研發環境環境中應用

      • 可以與Teamcenter的分類庫集成,實現在協同管理環境中知識管理和重

      • 實現重用庫資源的簡單獲取

      • 實現可重用數據的自動選取,拖放,一步定位

      NX重用庫應用對客戶的收益:

      • 簡化了重用庫的內容組織和管理

      • 促進了公共部件的重用

      • 幫助企業獲取設計知識


      2 NX重用庫的管理和配置

      NX重用庫既可在本機環境(Native)模式下,也可在受控管理環境下(集成在Teamcenter環境)進行可重用數據的組織管理和重用,這兩種模式的原理都一樣,區別在于本機環境模式下,可重用數據在軟件后臺是按照計算機系統的文件目錄進行組織,而在受控管理環境下,可重用數據是在數據庫中按照數據庫的文件夾進行組織。下面以本機環境為實例,介紹NX重用庫的配置和管理。

      重用庫在本機環境(Native)模式下的數據組織是按目錄層次結構進行管理的,因而在進行重用庫的構建時,首先需要根據企業的特點和需求定義重用庫結構,以下是一典型的重用庫結構:

      image.png

      圖4  NX重用庫的典型結構

      該典型重用庫結構在操作系統的文件夾中反映如下圖。

      image.png

      圖5  NX重用庫的典型結構

      注意:在重用庫中,沒有目錄層次的限制,可根據需要添加更多的目錄或更多的層次。

      確定好重用庫結構,并在操作系統下創建了相應的目錄結構且完成可重用模型數據的準備后,需要在NX軟件的用戶缺省設置中進行NX重用庫的相關定義,實現重用庫與NX的集成,具體步驟如下:

      • 啟動NX

      • 在NX系統中選取菜單文件 -> 實用工具 -> 用戶默認設置,進入用戶默認設置對話框。

      image.png

      圖6 進入用戶默認設置對話框

      • 在用戶默認設置對話框的基本環境重用庫條目下,進行重用庫的設置,例如:

      • 選取常規(General)頁面,設置標準件、產品模板、規律曲線、形狀和輪廓等重用庫的目錄路徑

      GB StandardParts|$UGII_BASE_DIR/localization/$UGII_COUNTRY/GB Standard Parts

      QB Standard Parts|$UGII_BASE_DIR/SIEMENS_ENV/ENV/ReuseLibrary/StandardParts/QB

      PTS|$UGII_BASE_DIR/SIEMENS_ENV/ENV/ReuseLibrary/PTS

      Law Shape Profile Curves |$UGII_BASE_DIR/SIEMENS_ENV/ENV/ReuseLibrary/Law_Shape_Profile_Curves

      如下圖:

      image.png

      圖7 標準件、產品模板等庫的設置

      • 選取UDF庫頁面,設置用戶自定義特征UDF庫的目錄路徑

      UDF|$UGII_BASE_DIR/SIEMENS_ENV/ENV/ReuseLibrary/UDF

      如下圖。

      image.png

      圖8 用戶自定義特征庫設置

      • 選取符號庫頁面,設置符號庫的目錄路徑

      Symbols|$UGII_BASE_DIR/SIEMENS_ENV/ENV/ReuseLibrary/Symbols

      如下圖。

      image.png

      圖9 用戶自定義符號庫設置

      • 選取2D截面庫頁面,設置2D截面庫的目錄路徑

      Section|$UGII_BASE_DIR/SIEMENS_ENV/ENV/ReuseLibrary/2D_Sections

      如下圖。

      image.png

      圖10 2D截面庫設置

      • 完成各種庫的設置后,在用戶默認設置對話框中,選取確定,完成NX缺省啟動文件中重用庫的設置
      • 重新啟動NX軟件后,即可在NX的重用庫導航器上看到相關重用庫內容并進行應用,如下圖。

      image.png

      圖11 NX重用庫設置結果


      3 NX重用庫中產品模板的定義

      產品模板庫是NX重用庫的重要組成部分。產品模板的引入是由于參數化模型重用的挑戰而導致的。從 *初使用CAD工具進行產品設計到現在,CAD的發展和應用已經過去了幾十年。在利用CAD工具及進行產品設計的應用中,所有的CAD用戶都被告知:結構組織良好的參數化模型更容易被重用,因為數字的更改能驅動模型變更以便后續的設計可以使用??墒?,實際上,大量使用三維參數化設計CAD工具的公司發現要重用設計模型并不是看起來那么容易。通常來講,重用的障礙并不是技術原因——強大的參數化建模技術允許用戶用一個參數化模型就能創建出大量類似的模型或者“產品族”。重用參數化模型真正的挑戰在于大量的社會因素。

      隨著參數化模型變得越來越復雜,原始模型的創建者嵌入了大量的設計知識到模型中,這些知識可能以一種數學關系來驅動模型特征,或者以外部數據源來驅動模型幾何結構變化,或者基于某一控制開關來顯示或者隱藏某些特征。嵌入各種工程經驗和設計知識到模型中并不是一個壞的事情,但對于除了設計者外的其他人來講,某些事情就變得非常困難:比如模型中那些選項是可用的?嵌入的數學關系是如何呈現在模型中的?如何進行參數的交互以便獲得有效的結果?

      現在一旦需要重用原始模型,CAD用戶需要花大量的時間和精力去理解別人如何創建模型,找到正確的方法以便和這些模型進行交互。在某些情況下,依照過去的經驗,可能要花數小時或更多地時間去解析復雜的模型。此時,設計師通常就會轉向于重新創建模型,而不是重用已經存在的模型,這就阻止了知識和經驗的重用和傳遞。

      image.png

      圖12 參數化模型重用的障礙

      為了應對模型重用的挑戰,西門子數字化工業軟件在其NX軟件中提供了產品模板工作室(Product Template Studio—PTS)工具,允許模型的創建者快速方便地定義一個用戶界面(不需要具有任何編程語言知識),以方便后續重用參數化模型。在該用戶界面中顯示要求給定的輸入參數和一些有用的選項,或者有助于模型重用的一些輔助設置,當然這些輸入和輸出可以非常容易識別。

      image.png

      圖13 產品模板使設計重用更簡單

      產品模板是NX模型數據的文檔化表示,這些NX模型數據是其原始創建者希望被其他人員重用的數據,可以是:

      • CAD對象,例如特征,表達式和組件
      • 運動分析對象,例如運動副,連桿和分析結果
      • 有限元對象,例如載荷,約束和分析結果
      • 二維工程圖紙

      為了實現這些數據的重用,需要利用產品模板工作室的創建應用模塊來定義產品模板。一旦完成了產品模板的定義,其他人員就可以用它來完成自己的設計。產品模板可用于新設計,或者是設計中的某個邏輯成分。下列兩個NX模塊提供了創建和使用產品模板的環境:

      • NX30472  NX Product Template Studio Author (PTS模板創建)

      PTS模板創建模塊允許用戶添加任何用戶定制的用戶界面到任何參數化模型中,該定制的用戶界面將參數化的模型直觀地描述和打包,以便于今后設計重用。模板可以被用來進行模塊化地設計,也可以將一個復雜的裝配分成可管理地多個模塊,然后又能按照需要被重新組合成復雜的產品。PTS采用KF(知識熔接)技術去創建和存儲用戶界面,但用戶并不要求具有KF的知識背景,因為整個創建模板的過程都是無代碼編寫的過程。

      產品模板創建的過程非常簡單,其界面如下圖,只需要將要控制的對象從PTS導航器1加入到產品模板工作室2之中,并進行相應的設置,即可得到3所示的產品模板對話框。

      image.png

      圖14 產品模板工作室

      • NX30474 NX ProductTemplate Studio Consumer (PTS模板應用)

      PTS模板應用模塊允許NX的用戶去顯示和使用由PTS模板創建模塊創建的用戶對話框。(該模塊也允許在NX重用庫中調用由PTS模板創建模塊創建的用戶定制對話框)。

      通過上述步驟定義的產品模板可放置到NX重用庫進行 管理和應用。在應用時,可直接在經過包裝的界面中輸入需要的數據,就可實現產品模板的重用,得到新的設計。

      image.png

      圖15 產品模板的重用

      PTS產品模板的優勢:

      • 沒有PTS之前:
      • 理解一個復雜模型非常困難
      • 花大量的時間去理解模型
      • 分離的模型描述文檔是笨拙的,閱讀過程是枯燥無味的
      • 沒有描述文檔,模型幾乎不可用
      • 模型之間的交互比模型的可視化更難
      • 創建定制的用戶界面需要深度的編程知識

      • 采用PTS后:
      • 簡單的用戶界面使得 *重要的輸入清楚、明白
      • 內部模型的復雜性隱藏在一個簡單的用戶界面后面
      • 嵌入式用戶界面簡潔、一致
      • 簡單的用戶界面給出扼要地說明,大大加速了模型地使用
      • 嵌入式用戶界面使得“扔掉”文檔成為可能
      • 在模型之間的交互能夠被可視化地預覽和映射對應
      • 用戶界面的創建并不需要任何編程語言知識


      4 NX重用庫應用案例

      Elin Electronics公司利用知識重用在其模具研制部分獲得了巨大的收益。

      Elin Electronics公司是位于印度新德里的一家超過2000名員工的公司,主要為消費電子、家用電器、汽車客戶提供零部件的制造。

      Elin Electronics公司的業務挑戰主要是:

      • 縮短設計和制造周期
      • 增加數據重用
      • 實現設計過程的標準化
      • 工程制圖和物料清單的自動化生成。

      正如其主管 GauravSethia所說:“我們采用CAD的驅動因素是促進公司知識資產的重用。隨著公司業務的快速增長,已有的零部件分類已經不能滿足當前的大量復雜需求。設計人員針對每一項目都必須創建模具的圖紙,導致公司數據庫中具有大量重復零件,使得運營維護成本非常高。因此,我們需要尋求一種經濟高效的方法來處理重復設計、重復制圖的問題。NX重用庫正是我們所需要?!?/span>

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      圖16 NX重用庫在Elin Electronics公司的應用

      Elin Electronics公司成功的關鍵:

      • 利用NX重用庫進行零部件的自動分類和模架的自動生成
      • 利用制圖模板實現工程制圖標題欄的自動生成
      • 在裝配圖紙中自動關聯物料清單

      Elin Electronics公司采用NX后的收益:

      • 縮短了20%的設計時間
      • 砍掉了5%的標準分類零件
      • 從根本上消除了勞動密集的數據輸入和錯誤
      • 大大地提供了生產效率。
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