Digitalizace podniku a digitální vlákno
V podnicích se mění požadavky na kvalitu, obsah a rychlost tvorby dat o výrobku. Objevuje se poptávka po datech v místech, kde se dříve pracovalo spíše jen s papírovou dokumentací – například v servisu nebo údržbě. Podstatou digitalizace podniku je zpřístupnění digitálních informací (dat) všem, kdo je potřebují pro svou práci. Bez ohledu na to, zda se jedná o lidi, stroje nebo počítačové systémy. Nejběžnějším způsobem digitalizace je Digitální vlákno. Princip Digitálního vlákna spočívá ve vytvoření kompaktního toku dat od tvůrců ke spotřebitelům. Využívá se všech dostupných informačních zdrojů podniku (CAD, PLM, MES, ERP a další databáze) pro kolekci a zpřístupnění informací spotřebitelům. Digitální vlákno bude tak kvalitní jak budou kvalitní data v něm obsažená. Digitální vlákno může mít řadu podob, v závislosti na způsobu určení, typu výrobku či služby, na způsobu byznysu atd. Ve strojírenských podnicích je nejčastější Digitální vlákno výrobku, které začíná většinou v konstrukčních kancelářích. To přináší nové požadavky na CAD systémy, které jsou primárním prostředkem pro tvorbu dat o podobě výrobku – 3D modelů, 2D výkresů, kusovníků a dalších informačních souborů.
Renesance CAD
Podobně jako se mění výroba, mění se i požadavky na software pro vývoj výrobku. Na začátku éry 3D CAD systémů stačilo vytvořit 3D model klíčových komponent výrobku, používaných především pro programování NC strojů, pevnostní analýzy nebo vytvoření forem. To dnes však nestačí. Nové technologie jako aditivní výroba, rozšířená realita, umělá inteligence, internet věcí nebo tvorba digitálních dvojčat, vyžadují komplexní 3D modely. Tlakem konkurenčního prostředí a zákaznických požadavků je kromě úplných 3D modelů výrobků kladen důraz na rychlost tvorby, rychlost vytvoření různých návrhových variant a flexibilitu řešení – např. možnost bleskového provádění změn i na poslední chvíli. Mění se požadavky, musí se měnit i CAD systémy. Zachycení nových trendů a jejich implementace do CAD systémů se označuje jako Renezance CAD. Příkladem renezance CAD je přístup společnosti PTC, dodavatele konstrukčního systému Creo. V následující části je popsána renezance Creo, aby ještě lépe odpovídalo na aktuální požadavky strojírenských společností, procházejících digitalizací a implementujících metodiku Digitálního vlákna.
Generative Design
Generativní design automaticky generuje optimální návrhy na základě požadavků na funkci dílů v sestavě navrhovaného zařízení. Spojuje pokročilou analytiku, umělou inteligenci a fyzikální simulaci k automatickému vyhodnocení a přípravě řady návrhových kombinací připravených k výrobě a splňujících cíle návrhu. Generativní design především ve spojení s 3D tiskem přináší zcela nové možnosti konstrukce a výroby. Optimalizované díly vykazují vyšší užitnou hodnotu – úsporu hmotnosti, lepší mechanické vlastnosti, díky 3D tisku lze nahradit sestavu dílů (např. svařenec) jednou komponentou, zkrátit dobu výroby, snížit náklady na výrobu nebo servis.
Simulace v reálném čase (Simulation Live)
Konstruktéři potřebují nástroje, které jim umožní simulovat chování výrobku a vytvářet varianty v daleko kratším čase než dříve. Spolupráce PTC se společností ANSYS přinesla integraci nejmodernějších a nejvýkonnější nástrojů pro simulace v reálném čase přímo do prostředí Creo, což přineslo unikátní řešení nazvané Creo Simulation Live. Po nastavení analýzy přímo v prostředí modeláře Creo jsou výsledky okamžitě k dispozici přímo v Creo. Výsledky simulace se i během modelování neustále přepočítávají, což umožňuje ihned pochopit dopady konstrukčních změn v modelech. Je tak zřejmé, že konstruktér je schopný rychle provádět velké množství analýz a vytvořit různé varianty řešení i bez expertních znalostí z oblasti strukturálních, termálních, modálních a fluidních analýz. To vše v tak krátkém čase, jaký byl ještě před několika měsíci nepředstavitelný.
Digitální dvojče – design řízený prostřednictvím IoT
Celá řada společností své výrobky osazuje senzory a sbírá data z reálného provozu, určitým způsobem je vyhodnocuje a využívá pro budoucí vývoj svých zařízení. PTC jde dál. Pomocí aplikace Creo Product Insight a jeho propojení s IoT platformou ThingWorx umožňuje navrhovat zařízení s ohledem na tuto konektivitu. Zjednodušeně řečeno, vytvořit tzv. Digitální dvojče, které se chová identicky s chováním fyzického výrobku, a to na základě sesbíraných dat z provozu fyzického zařízení. A ještě dál: vše probíhá v reálném čase na virtuálním 3D výrobku v CAD Creo. Digitální dvojčata představují novou generaci nástrojů pro urychlení inovací. Díky lepší znalosti chování reálných výrobků za provozu lze např. provádět preciznější optimalizaci komponent nebo odhalit zdroje nežádoucích vibrací atd.
Rozšířená realita (AR)
PTC Creo je prvním CAD systémem s integrovaným výstupem pro vytváření rozšířené reality – AR. PTC Creo zjednodušuje vytvoření AR reprezentace výrobku na maximálně možnou míru: konstruktér v prostředí Creo klikne na tlačítko, uloží AR prezentace a partnerovi odešle automatický e-mail s QR kódem na právě vytvořenou prezentaci. Partner či zákazník si zobrazí na svém tabletu, mobilu nebo pomocí 3D brýlí AR reprezentaci budoucího výrobku v reálném prostředí – např. v hale, kam bude zařízení umístěno do stávající linky. AR reprezentace představují nové možnosti např. v obchodě pro prezentaci výrobku, ve výrobě pro zobrazení postupů montáže nebo v oblasti servisu pro interaktivní návody pro údržbu a servis.
Aditivní výroba (3D tisk)
Aditivní výroba představuje moderní a rychle se rozvíjející výrobní technologii. Návrh dílů pro 3D tisk však má svá specifika a liší se od vývoje dílů pro klasickou výrobu. Z toho také plynou nové požadavky na schopnosti 3D CAD software. Silnou stránkou řešení PTC je, že celý cyklus konstrukce součásti, optimalizace a příprava pro 3D tisk se odehrává v jednom prostředí Creo s výrazným podílem automatizace. To umožňuje zachovat všechny parametry komponenty, informace o konstrukčním záměru, automatizovat zapracování změn a optimalizaci včetně přípravy pro tisk.
