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Ist der 3D-Konstruktion für die Organisation des Projekts: die Kosten und Nutzen
Der Zweck dieses Artikels – helfen Unternehmen, die noch mit 2D, zu entscheiden, ob sie einen Teil ihrer Bedeutung (oder die meisten) der Gestaltung der Arbeit im 3D-Verfahren übertragen. Es beschreibt außerdem, wie das Geld während des Übergangs ausgegeben, um 3D-Konstruktion zu rechtfertigen, wenn eine solche Entscheidung getroffen wird.          

Wie seltsamerweise ist, erproben viele Gesellschaften die Zweifeln bis jetzt – oder nicht zu den dreidimensionalen Methoden und den Systemen CAD überzugehen. Die zweidimensionale automatisierte Projektierung wurde in einigen Firmen während 10-20 Jahre verwendet. Ziemlich viele Gesellschaften haben die eigenen Anwenderanwendungen für die Automatisierung verschiedener Funktionen des 2D-Zeichnens entwickelt. Einige Anwendungen, solche wie die Systeme der Entwicklung der elektrischen Schemen, – traditionell zweidimensional, so dass die 3D-Systeme vollständig allen nicht ersetzen können.

Wir betrachten Übergang zu 3D.

Einer der Gründe des langsamen Übergangs von 2D zu 3D besteht in der Komplexität dieses Schrittes. Doch befindet sich das Unternehmen in den Bedingungen der geltenden Produktion, wenn es unmöglich ist, das augenblickliche Ersetzen der Software durchzuführen, da die Investitionen, die Umschulung des Personals, die Umgestaltung der Geschäftsprozesse, die Veränderung der Psychologie der Konstrukteure dazu gefordert werden. Wie es den vorliegenden Prozess zu organisieren ist nötig? Die Lieferanten und die Analytiker bieten die Reihe der Empfehlungen an.

Es ist nötig das nicht zu vergessen, dass die Einführung der dreidimensionalen Systeme die Veränderungen in der Organisation des Werkes auf dem Unternehmen gewöhnlich zieht. Obwohl einige Lieferanten des CAD versichern, dass der Übergang auf 3D die Veränderungen der Geschäftsprozesse nicht fordert, erreichen die besten Ergebnisse, wer die Verbesserungen beiträgt. Der Versuch, das Beste aus der 3D bekommen, parallelisiert sie Design-Prozess, Zeichnung in seinen Ingenieuren, Testern, Taschenrechner und andere Fachleute, und dadurch die Kosten der Produktentwicklung zu beschleunigen und ihre Freigabe für den Verkauf.

Aber danach zu streben es ist nicht einfach. Nach Meinung einiger Fachkräfte, die Schwierigkeiten des Übergangs auf 3D sind nicht mit der Komplexität des Produktes oder seinem hohen Wert, und vor allem mit der Veränderung des traditionellen Herangehens an die Arbeit der konstruktions-technologischen Unterabteilungen, das heißt mit der Veränderung der Regeln der Arbeit des Unternehmens verbunden. Es ist das Problem schneller planmäßig, als technisch. Leider, die Leiter anerkennen oft nicht, dass, bestimmte Mittel auf 3D-CAD verbraucht, muss man die planmäßige Umgestaltung vorsehen, über die Einführung des elektronischen Dokumentendurchlaufes nachdenken, die Ordnung der Behauptung der Dokumente tauschen, andere Änderungen vornehmen. Mit anderen Worten, die Vorteile ist es 3D unmöglich, ohne sachkundige Einführung auszunutzen.

Erstens ist es empfehlenswert, das Pilotprojekt zu realisieren, um zu verstehen, welche Veränderungen es zu den Geschäftsprozessen und der Organisation des Werkes auf dem Unternehmen beizutragen ist nötig.

Hier beraten den Bestellern die Fachkräfte, die Billigkeit nicht zu verfolgen und, die gebührenpflichtige Einführung auszunutzen. Natürlich, man kann die Software nach der Dokumentation, jedoch solche studieren “die Einsparung” in Wirklichkeit wird sich von den Verlusten der Uhrzeit, der Senkung der Qualität der Ausbildung und der Einführung umwenden, da in diesem Fall der Besteller die Erfahrung seit langem des das System aneignenden Lieferanten nicht ausnutzen kann.

Außerdem wäre es den Prozess des Übergangs wünschenswert, nicht zu forcieren, und, schrittweise zu erfüllen, obwohl bis ins Unendliche nicht auszubreiten.

Den Übergang auf 3D planend, folgt die Aufmerksamkeit der Frage der Verwaltung der Projektdaten zu widmen. Doch die Fähigkeit des dreidimensionalen Modells, die Masse der Informationen über das Produkt zu bewahren hat wie positiv, als auch die negativen Seiten. Es ist nicht einfach, die Masse der Nachrichten, die in solchem Modell gespeichert sind zu verwalten. Ist 39% der Befragten Aberdeen nicht zufällig haben die Komplexität dieses Prozesses bemerkt. Die erfolgreichsten Unternehmen verwenden die Möglichkeiten der Managementsysteme die Daten (die Aufbewahrung der Dateien, die Suche und die vielfache Nutzung der Informationen), als der Gesellschaft mit dem mittleren Niveau der Effektivität viel aktiver. Aber die Hauptsache, betonen die Analytiker, “die Bestarbeiter” realisieren die Funktionen der Verwaltung der Konfigurationen des Erzeugnisses. In der Regel, das dreidimensionale CAD erstellt die abgesonderten Dateien für jedes Detail und für die ganze Montage. Den Benutzern ist es nicht einfach stattfindet, sich mit den Versionen dieser Dateien und mit den Wechselbeziehungen zwischen ihnen, besonders zurechtzufinden wenn es sich um die große Montage handelt, die über der Hundert der Elemente aufnimmt. Ihnen helfen es können die Managementsysteme die Daten, die die speziellen Funktionen gewöhnlich enthalten, die die Projektanten von der Handarbeit mit den Dateien befreien.

Wir betrachten einen Prozess der 3D-Projektierung.

Die Prozesse 3D – und der 2D-Projektierung werden wesentlich unterschieden. Bei der Projektierung in 2D sind die Zeichnungen die Hauptdokumente, die bestimmend die Konstruktion jedes Details und widerspiegeln, wie diese Details gesammelt sein sollen. Diese Zeichnungen können wie auf dem Zeichenbrett, als auch mit Hilfe der CAD-Systeme (solcher wie AutoCAD, CADAM, Medusa oder ME-10), eigentlich auch seiend das Äquivalent des Zeichenbrettes entwickelt sein.

Die Hauptunbequemlichkeit der Methoden der 2D-Projektierung besteht darin, dass es nach den Zeichnungen schwierig ist, sich, wie das Erzeugnis im Raum tatsächlich aussieht oft vorzustellen. Deshalb sind die Konstrukteure manchmal erzwungen, die Zeichnungen von den realen Prototypen zu begleiten. Im Maschinenbau zum Prototyp dient das erste ausgegebene Erzeugnis oder sogar die erste Partei oft. Die Fehler in den Zeichnungen, so wie auch die Fehler, die von der falschen Interpretation der Zeichnungen veranlassen sind, man muss auf dem realen Erzeugnis – der Prozess korrigieren, der nicht nur langsam, sondern auch kostspielig sein kann.

Hingegen erstellen, die dreidimensionalen Systeme der Festkörpermodellierung das Raummodell des Erzeugnisses, bevor irgendwelche Zeichnungen oder die erfahrenen Muster gemacht sein werden. Grundbeleg ist nicht die Zeichnung, und das Computer-3D-Modell in diesem Fall.

3D-Modelle in Pro/E, so kann die Designer bei der Prüfung der Richtigkeit der Größe helfen, bevor werden die Prototypen


Die dreidimensionalen Modelle können für verschiedene Ziele, solcher wie verwendet sein:
- die Analyse der Anstrengungen, der Verschiebungen, der Schwingungen, des Umströmens oder der Wärmeübertragung;
- die Vorbereitung der Steuerprogramme für das Fräsen, des Bohrens, die Stanzen oder laser- sind auf den Werkbänken mit NC heftig;
- die Vorbereitung der Raumbildschirmbilder des Erzeugnisses für die technische Dokumentation und die Instruktionen nach der Montage;
- die Qualitätsüberwachung der Erzeugnisse mit Hilfe der Lasermesseinrichtungen, der optischen Scanner oder der Koordinaten-Messwagen;
- die Bildung der physischen Muster von den Methoden schnell Prototyping;
- die Bildung der Spezifikationen für die Bewertung, die Einkäufe und die Planung der Ressourcen der Produktion.

Für die Hilfe den Arbeitern und den Managern im 3D-System können und die Zeichnungen bekommen sein. Sie vom 3D-Modell viel schneller und einfacher zu erzeugen, als manuell oder sogar bei der Hilfe 2D CAD zu erstellen. Die Fehler in den Zeichnungen, gewöhnlich können bei der 2D-Projektierung, bei der Bildung der Zeichenarten von einem eindeutig bestimmten Modell des Erzeugnisses nicht erscheinen. Außerdem können alle Veränderungen in den Zeichnungen unter Anwendung von der 3D-Projektierung um vieles schneller gemacht sein, da eine beliebige Veränderung des Haupt-3D-Modells auf allen Zeichenarten absolut genau widergespiegelt werden wird.

Es ist die Anwendung 3D der CAD-Systeme für die Projektierung der Erzeugnisse aus den Blattmaterialien besonders wirksam. Das aus dem Blattmaterial gebildete 3D-Modell kann in 3D-cborke für die Prüfung ihrer Richtigkeit verwendet sein. Dann kann das CAD-System die Abtastung des Details automatisch erstellen, die sowohl für die Werkstattzeichnungen, als auch bei der Bildung des Steuerprogrammes für die Presse mit NC nützlich sein wird.

Es sind die 3D-Modelle und für die schnelle Bildung der fotorealistischen Bildschirmbilder des Erzeugnisses unersetzlich, die für die kommerziellen Präsentationen oder für die Erörterung mit der Abteilung des Marketings verwendet sein können. Die 2D-Zeichnungen bekommen, soll der Maler mit dem reinen Bildschirm oder dem Blatt Papier beginnen. Vorhanden in 3D die CAD-Systeme der Funktion Rendering lassen den Malern zu, die Geometrie schon der existierenden Modelle des Erzeugnisses zu verwenden. Für das Erhalten des erledigten Bildschirmbildes bleibt es nur übrig, die erwünschten Strukturen der Oberfläche, die Lichteffekte und den Hintergrund auszuwählen. Wenn sich die Geometrie des Erzeugnisses im Folgenden ändern wird, so werden auf die Erneuerung des Bildschirmbildes nur etwas Minuten gefordert. Mit dem 2D-System oder c von den Papierzeichnungen arbeitend, muss man die Zeichnung von neuem nach jeder wesentlichen Veränderung im Projekt erstellen.

In diesem Beispiel modelliert den Energiefluss und Temperaturverteilung während der Abkühlung der Teile in CATIA V5 erstellt, durch das System Visual Nastran V5i


Jetzt ist viel es im Verkauf dreidimensionales CAD. Und obwohl allem diese die Hauptvorzüge der 3D-Technologie eigen sind, sie werden nach features, den Weisen der Einführung, der Benutzerschnittstelle und, natürlich, des Wertes unterschieden. Deshalb hängt die Auswahl von den konkreten Forderungen des Unternehmens ab.

Wir betrachten die Wirtschaftsvorteile von 3D.

Die dreidimensionale Modellierung wurde die allgemeingültige Methode bei der Entwicklung der Erzeugnisse und der Systeme in den Auto- und kosmischen Zweigen, da es den überzeugenden Nutzeffekt gibt. Bei der Projektierung in 3D können die Fehler gefunden und korrigiert sein, bevor das Erzeugnis bis zur Produktion ankommen wird. Die frühe Diagnostik auf dem Rechner solcher Probleme, wie die falschen Umfänge, die Kreuzung der Details, die für die Bedienung die Komponenten unzugänglich ist, die Orte, die es unmöglich ist, zu sammeln, – das alles den allgemeinen Zyklus der Projektierung wesentlich verringert und, verringert seinen Wert also.

Die Anwendung der selben fertigen 3D-Modelle in den Systemen der ingenieurmässigen Berechnungen, die Vorbereitungen der Steuerprogramme für die Werkbänke mit NC sowohl der Qualitätsüberwachung verringert die Uhrzeit als auch den Wert der Lösung dieser Aufgaben. Es macht Erzeugnis mehr rentabel bei der gleichzeitigen Vergrößerung seiner Zuverlässigkeit und der Effektivität. Außerdem verringert das Vorhandensein des 3D-Modells die Kosten die Entwicklung der Zeichnungen auf Kosten von der Automatisierung des Prozesses der Bildung der Arten und der Abkürzung der Zahl der Schnitte und der Schnitte, die beim rein zweidimensionalen Herangehen notwendig wären.

Vor allem, man braucht, zu bestimmen, ob man solchen Schritt überhaupt machen muss. Doch haben die Investitionen den Sinn nur dann, wenn der bekommene Vorteil die Aufwände rechtfertigen wird. Wenn wir, zulassen werden, zieht sich die Produktion des Unternehmens nicht den Veränderungen oft unter, kann mit Hilfe zwei-drei Zeichnungen vollständig widergespiegelt sein, fordert die ingenieurmässigen Berechnungen oder die Bildung der Programme für die Werkbänke mit NC, jenen, möglich nicht, wird das 3D-System überhaupt nicht gefordert. Nach der Expertenmeinung, man braucht, auf 3D nur für die Vereinfachung der Vorbereitung der Zeichnungen nicht überzugehen, da es den Wirtschaftsvorteil kaum bringen wird.

Leider, diese empirischen Einschätzungen die genaueren Daten schwierig zu ergänzen. Dazu hängen die Vorteile, die von der Einführung 3D bekommen werden, in der starken Stufe von der Besonderheit des Unternehmens und der sonstigen Bedingungen ab. Nach Meinung einiger Fachkräfte, die Bildung des 3D-Mittwochs für die durchgehende Verwaltung der Prozesse der Projektierung und der Herstellung erlaubt wesentlich, die Zahl der Außentests, die Uhrzeit der Herstellung der Produktion und den Umfang der Ehe zu verringern, was den deutlichen Nutzeffekt schon ins erste halbe Jahr der Nutzung der neuen Technologie gewährleistet.

Betreffs der Investitionen in die neuen Rechner, so decken sie sich auf Kosten von der wachsenden Arbeitsproduktivität.

Wir betrachten Konkurrenz wie den Stimulus des Übergangs auf 3D.

Jetzt, wenn sich die Marktwirtschaft entwickelt, und die Konkurrenz wird härter, die Unternehmen müssen die neuen Informationstechnologien aktiver einführen, auf die modernen Weisen der Projektierung, unter anderem auf 3D-CAD übergehen.

Eines der Hauptergebnisse der Einführung der 3D-Systeme ist die Beschleunigung der Ausgabe der neuen Erzeugnisse zum Verkauf. Es ist bekannt, dass die Gesellschaft, die von erstem die Lieferungen der Neuerungsproduktion beginnt, 40-70% des Marktes stiehlt, die Konkurrenten weit hinten abgebend. Und wenn sich über die Verbesserung der Qualität und der Designcharakteristiken der ausgegebenen Produktion, über die Abkürzung der Zahl der Außentests, bringend zur Einsparung auf den erfahrenen Mustern, und die heftige Verkleinerung des Umfanges der Ehe in den Abteilungen zu erinnern, so wird es, warum führt die Anwendung 3D-CAD zur Erhöhung der Konkurrenzfähigkeit des Unternehmens klar sein.

Der Wert dieses Vorteiles wächst jetzt noch grösser, wenn unser Land WTO ab dem 1. Januar 2010 betreten wird. Doch werden wie bekannt nach dem Eintritt Russlands in diese Organisation unsere Unternehmen erzwungen sein, unter den Bedingungen der realen Konkurrenz zu arbeiten. Sie müssen die Effektivität der Tätigkeit erhöhen, auch dann wird sich 3D-CAD aus dem einfach nützlichen Tool ins unersetzliche Mittel verwandeln, ohne das es schwierig ist, auf dem Markt überzuleben.

Wir betrachten die Kosten die Einführung der Methoden der 3D-Projektierung.

Die Mehrheit 3D der CAD-Systeme verwenden die sogenannten Festkörpercomputermodelle. Es ist solche Systeme, wie CATIA V5, Pro/ENGINEER, Unigraphics NX, SolidWorks, Solid Edge, Autodesk Inventor, CoCreate Solid Designer, CADKEY Workshop, VX CAD (ehemalig Varimetrix).

Die Unterschiede zwischen diesen Systemen der Festkörpermodellierung und den älteren Systemen als AutoCAD waren von der Tatsache etwas verwischt, dass die 2D-Funktionen von den Möglichkeiten der Karkasse-, oberflächlichen und Festkörper-3D-Modellierung nachher verstärkt waren. Jedoch konnten ungeachtet dieser Verbesserungen, nicht viele Gesellschaften die Methoden der 3D-Projektierung erfolgreich einführen, die Systeme verwendend, die ursprünglich für die Entwicklung der Zeichnungen Ende 1970 und den Anfang der 80 Jahre erstellt sind.

Die erfolgreichsten Projektanten, die in 3D arbeiten, verwenden die modernere Software, die Ende der achtziger Jahre und in den 90 Jahren entwickelt ist. Jenen Gesellschaften, die sich hauptsächlich auf die 2D-Systeme vor unserer Zeit stützen, fast muss man die Mittel in die neue Software sicher anlegen, die Workstations modernisieren und, die Ausbildung des Personals durchführen, um in den Interessen die Technologie der 3D-Modellierung zu verwenden. Aber sogar, nachdem die Ausbildung erledigt sein wird, den Konstrukteuren werden die Monate, wenn nicht die Jahre gefordert werden, um der gewinnen in der 3D-Modellierung Erfahrungen. sofort nach der Einführung der neuen Methoden zu erwarten und, einigen Produktivitätsrückgang zu planen.

Einige Gesellschaften, möglich, werden auch auf die Notwendigkeit die Erneuerungen des Personals zusammenstoßen. Nicht können alle Ingenieure mit der 3D-Modellierung zurechtkommen. Die Kosten die Suche und die Miete der neuen Menschen können mit dem Wert hardware- und der Software, besonders für die preiswerten Systeme vollkommen vergleichbar sein.

Für eine vollständige Beschreibung der Form von komplexen Gussteilen erfordern zwei Seiten mit Zeichnungen und 8 Arten. Wenn Sie das 3D-Modell aller Art ändern werden innerhalb weniger Sekunden aktualisiert


Die Mittel in 3D die CAD-Systeme den Produzenten anzulegen hat den Sinn nur, falls die Vorteile von ihrer Einführung die Aufwände rechtfertigen werden. Für die Einschätzung der möglichen Vorteile ist es empfehlenswert, auf die folgenden Fragen zu antworten:
- Wieviel werden die Mittel auf die Korrekturen der Zeichnungen im Laufe der Veränderung der Konstruktion verbraucht?
- Welcher Wert der Produktionsehe, die von den falschen oder mehrdeutigen Zeichnungen veranlassen ist?
- Ob die Kosten auf das Erzeugnis (einschließlich im Laufe des Betriebes) wegen der unangemessenen oder übermäßig vereinfachten Berechnungen der Konstruktion zunehmen?
- Welcher Wert der Umarbeitungen des erfahrenen Musters und der Auftakelung für seine Produktion, veranlassen von den Veränderungen, die nach dem Anfang der Lieferungen gemacht sind?
- Ihr Ingenieure könnten die mehr guten Erzeugnisse erstellen, wenn sie die Möglichkeit hätten den vermuteten Klienten die erfahrenen Muster zu den kürzeren Fristen zu gewähren?
- Ob es mehrere nachfolgenden Veränderungen gibt machte ein Personal der Abteilung des Marketings, wenn die erfahrenen Muster und die 3D-Modelle schon auf der Anfängerstufe der Entwicklung des Erzeugnisses hätte?
- Lieferanten der Auftakelung könnten die Herstellung beschleunigen, wenn Ihre Gesellschaft ihnen das 3D-Modell anstelle der Zeichnungen geben würde?
- Ob Ihre Klienten wünschen, damit Ihre Firma die Projektierung in 3D führte oder gewährte 3D das CAD-Modell der Erzeugnisse und der Orte in Ergänzung zu den erfahrenen Mustern?
- Wieviel des Geldes könnte Ihre Gesellschaft einsparen, die 3D-Modelle für die Qualitätsüberwachung verwendend?
- Ob das Vorhandensein raum- kann und gesprengt der Arten, die von den 3D-Modellen bekommen sind, die Uhrzeit auf die Vorbereitung der technischen Dokumentation und der Beschreibungen einzusparen?

Die Bestimmung der Einsparung nach jedem der erwähnten Punkte – die komplizierte Aufgabe, die das Erhalten der Informationen von verschiedenen Abteilungen fordert. Jede Gesellschaft ist einzigartig, und bei weitem nicht immer kann man die Einsparung absolut nach allen Punkten bekommen.

Wenn sich zum Beispiel die Produktion Ihrer Gesellschaft den Veränderungen genug selten unterzieht, wenn sie mit Hilfe zwei-drei Zeichenarten vollständig widergespiegelt sein kann, fordert die CAE-Berechnungen, der Automatisierung der Qualitätsüberwachung oder schnell Prototyping nicht, – ist es möglich, dass es 3D CAD Ihnen nicht erforderlich ist.

Außerdem bleiben ungeachtet der Vervollkommnung der Benutzerschnittstelle, die 3D-Systeme genug kompliziert. Der Konstrukteur kann viele Stunden ausgeben, versuchend, zu verstehen, warum misslingt es, zwei konstruktive Elemente, oder zu verbinden warum kann das System das physisch mögliche Detail nicht aufbauen. Der Wert der Arbeit mit diesem kompliziert nicht immer von der sicheren Software soll von den Vorteilen von den 3D-Modellen erstattet werden, die es erstellt.

Einige erfahrene Benutzer der 2D-Systeme behaupten, was, die Zeichnung in diesem System sie machen schneller, als mit Hilfe der 3D-Methoden können. Wirklich, es ist schneller, die Zeichnung den Bleistift in einigen Fällen zu machen, als das 3D-Modell zu bauen. Kann der Übergang auf die Nutzung der 3D-Systeme nur von der Bequemlichkeit der Vorbereitung der Zeichnungen selten rechtfertigt sein. Wenn Ihre Gesellschaft irgendwelche anderen Wirtschaftsvorteile aus der 3D-Projektierung, möglich nicht herausziehen kann, ist es ihr besser, auf 2D zu bleiben.

Es ist offenbar, dass mit der Zeit die CAD-Systeme immer mehr bequem und einfach in der Nutzung werden werden. Die Abkürzung der Uhrzeit der Aneignung wird die Aufwände und die Risiken, die mit dem Übergang auf die Methoden der dreidimensionalen Projektierung verbunden sind verringern.


Die Quellen:
1. Ob man auf 3D überzugehen braucht?//CAD/CAM/CAE Observer, #4 (17), 2004 [http://www.cadcamcae.lv/hot/3d-perehod_n17_p04.htm]
2. Goretkina E. Des CAD wählen wir J.Kakije aus: 2D oder 3D?//PC Week, #19 (577), 2007 [http://www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=82569&THEME_ID=13893]
3. Kazakov M. Der Wechsel zu einem dreidimensionalen Design – anerkannte Notwendigkeit//CAD und des Zeitplans, #7, 2006 [http://www.sapr.ru/article.aspx?id=16189&iid=760]

Der Autor: Челябэнергопроект
Das Datum: 22.07.2009

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