Online-Kopplung von CAx-Systemen für die virtuelle Produktentwicklung: Ein Vergleich mit dem dateibasierten Datenaustausch

Die virtuelle Produktentwicklung in verteilter Umgebung erfordert eine intensive Kommunika-tion zwischen den beteiligten CAx-Systemen. Diese findet bisher in Form des dateibasierten Datenaustausches mit Hilfe von Direktkonvertern oder neutralen Schnittstellen statt. Der Datenaustausch wird hierbei meist in mehreren Iterationsschleifen durchgeführt und ist oft mit Datenverlusten sowie Unterbrechungen der Entwicklungsaktivitäten verbunden. Demgegenüber steht als neuer Ansatz für die Interoperabilität zwischen CAx-Systemen das Konzept eines CAx-Objektbusses auf Basis von CORBA und STEP. Dieser Ansatz ermög-licht eine plattformübergreifende Online-Kopplung heterogener CAx-Systeme. Im Gegensatz zum dateibasierten Datenaustausch ist hierbei ein transparenter Zugriff sowohl auf Daten als auch auf Funktionen der angebundenen Systeme möglich. Dadurch kann die Durchgängigkeit der Produktdaten in der Prozeßkette deutlich erhöht werden. Zur Beurteilung der Praxistauglichkeit wird dieser neue Ansatz dem dateibasierten Daten-austausch am Beispiel virtueller Einbauuntersuchungen gegenübergestellt. Dabei werden für unterschiedliche praxisrelevante Modellgrößen die für die Übertragung von Geometrie und Topologie erforderlichen Zeiten analysiert und verglichen. Weiterhin werden die generellen Vor- und Nachteile der beiden Lösungen dargestellt. Abschließend wird auf die Potentiale des neuen Ansatzes für den Einsatz in anderen Bereichen eingegangen

Maßgeschneiderte CAx-Systeme auf Basis von Komponenten

Der Trend der letzten Jahre im CAx-Bereich geht eindeutig in Richtung 3D-Modellierung. Der Einsatz dieser Technologie ist jedoch erst dann wirtschaftlich sinnvoll, wenn die generierten Daten nicht ausschließlich als Ersatz für 2D-Zeichnungen dienen, sondern während des gesamten Produkt-entstehungsprozesses eingesetzt werden und auf diese Weise Datendurchgängigkeit gewährleistet wird. Mittlerweile wird ein umfangreiches Spektrum von Anwendungen eingesetzt. Beispielhaft sei-en hier Berechnungs- und Simulationsprogramme oder die 3D-Produktvisualisierung in nicht-technischen Bereichen (z. B. Marketing, Vertrieb) genannt. Viele CA-Systeme bieten zwar eine große Auswahl an Modulen für nahezu alle Bereiche der Produktentwicklung, allerdings ist kein System, unabhängig von seiner Komplexität, in der Lage, alle Anforderungen seiner Anwender zu erfüllen. Deshalb kommen in immer größerem Umfang spezielle Programme für individuelle Probleme zum Einsatz. Der Anwender sieht sich jedoch mit Schwierigkeiten konfrontiert, wenn er versucht, für spezielle Probleme spezielle Anwendungen unterschiedlicher Systemhersteller einzusetzen. Um die Integrati-on der verschiedenen Programme zu ermöglichen, muß er sich auf neutrale Standardschnittstellen für den Produktdatenaustausch (IGES, VDAFS, STEP) verlassen, wobei hier mit Informationsverlusten zu rechnen ist. Außerdem muß er sich mit differierenden Benutzerführungen vertraut machen. Im Bewußtsein dieser Probleme entwickelte die Arbeitsgruppe "CAD/CAM-Strategien der deut-schen Automobilindustrie" einen Vorschlag für eine offene CAx-Systemarchitektur /1/, /2/, /3/. Diese sollte in der Lage sein, alle CAx-Komponenten, die im Laufe des Produktent-stehungsprozesses verwendet werden, zu integrieren. Es sollte unter anderem die folgenden Anforderungen erfüllen: ° Offenheit ° Interoperabilität ° Investitionssicherheit ° Aufhebung der Zwangsbindung des Anwenders an einen Systemhersteller ° Vermeidung redundanter Systeme Die Berücksichtigung der internationalen Standards STEP für den Bereich der Produktdatenmo-dellierung und CORBA für den Bereich der verteilten objektorientierten Systeme, die in den folgen-den Abschnitten kurz dargestellt sind, war für die Erfüllung dieser Anforderungen eine wichtige Voraussetzun

Maßgeschneiderte CAx-Systeme auf Basis von Komponenten

Der Trend der letzten Jahre im CAx-Bereich geht eindeutig in Richtung 3D-Modellierung. Der Einsatz dieser Technologie ist jedoch erst dann wirtschaftlich sinnvoll, wenn die generierten Daten nicht ausschließlich als Ersatz für 2D-Zeichnungen dienen, sondern während des gesamten Produkt-entstehungsprozesses eingesetzt werden und auf diese Weise Datendurchgängigkeit gewährleistet wird. Mittlerweile wird ein umfangreiches Spektrum von Anwendungen eingesetzt. Beispielhaft sei-en hier Berechnungs- und Simulationsprogramme oder die 3D-Produktvisualisierung in nicht-technischen Bereichen (z. B. Marketing, Vertrieb) genannt. Viele CA-Systeme bieten zwar eine große Auswahl an Modulen für nahezu alle Bereiche der Produktentwicklung, allerdings ist kein System, unabhängig von seiner Komplexität, in der Lage, alle Anforderungen seiner Anwender zu erfüllen. Deshalb kommen in immer größerem Umfang spezielle Programme für individuelle Probleme zum Einsatz. Der Anwender sieht sich jedoch mit Schwierigkeiten konfrontiert, wenn er versucht, für spezielle Probleme spezielle Anwendungen unterschiedlicher Systemhersteller einzusetzen. Um die Integrati-on der verschiedenen Programme zu ermöglichen, muß er sich auf neutrale Standardschnittstellen für den Produktdatenaustausch (IGES, VDAFS, STEP) verlassen, wobei hier mit Informationsverlusten zu rechnen ist. Außerdem muß er sich mit differierenden Benutzerführungen vertraut machen. Im Bewußtsein dieser Probleme entwickelte die Arbeitsgruppe "CAD/CAM-Strategien der deut-schen Automobilindustrie" einen Vorschlag für eine offene CAx-Systemarchitektur /1/, /2/, /3/. Diese sollte in der Lage sein, alle CAx-Komponenten, die im Laufe des Produktent-stehungsprozesses verwendet werden, zu integrieren. Es sollte unter anderem die folgenden Anforderungen erfüllen: ° Offenheit ° Interoperabilität ° Investitionssicherheit ° Aufhebung der Zwangsbindung des Anwenders an einen Systemhersteller ° Vermeidung redundanter Systeme Die Berücksichtigung der internationalen Standards STEP für den Bereich der Produktdatenmo-dellierung und CORBA für den Bereich der verteilten objektorientierten Systeme, die in den folgen-den Abschnitten kurz dargestellt sind, war für die Erfüllung dieser Anforderungen eine wichtige Voraussetzun

Online-Kopplung von CAx-Systemen für die virtuelle Produktentwicklung: Ein Vergleich mit dem dateibasierten Datenaustausch

Die virtuelle Produktentwicklung in verteilter Umgebung erfordert eine intensive Kommunika-tion zwischen den beteiligten CAx-Systemen. Diese findet bisher in Form des dateibasierten Datenaustausches mit Hilfe von Direktkonvertern oder neutralen Schnittstellen statt. Der Datenaustausch wird hierbei meist in mehreren Iterationsschleifen durchgeführt und ist oft mit Datenverlusten sowie Unterbrechungen der Entwicklungsaktivitäten verbunden. Demgegenüber steht als neuer Ansatz für die Interoperabilität zwischen CAx-Systemen das Konzept eines CAx-Objektbusses auf Basis von CORBA und STEP. Dieser Ansatz ermög-licht eine plattformübergreifende Online-Kopplung heterogener CAx-Systeme. Im Gegensatz zum dateibasierten Datenaustausch ist hierbei ein transparenter Zugriff sowohl auf Daten als auch auf Funktionen der angebundenen Systeme möglich. Dadurch kann die Durchgängigkeit der Produktdaten in der Prozeßkette deutlich erhöht werden. Zur Beurteilung der Praxistauglichkeit wird dieser neue Ansatz dem dateibasierten Daten-austausch am Beispiel virtueller Einbauuntersuchungen gegenübergestellt. Dabei werden für unterschiedliche praxisrelevante Modellgrößen die für die Übertragung von Geometrie und Topologie erforderlichen Zeiten analysiert und verglichen. Weiterhin werden die generellen Vor- und Nachteile der beiden Lösungen dargestellt. Abschließend wird auf die Potentiale des neuen Ansatzes für den Einsatz in anderen Bereichen eingegangen

Die CAx-Integrationsarchitektur ANICA und ihre erste Umsetzung in die Praxis

Das Problem der Integration heterogener Softwaresysteme stellt sich auch auf dem Gebiet der CAx-Systeme, wie sie in vielfältigen Ausprägungen etwa in der Automobilbranche für die Fahrzeugentwicklung eingesetzt werden. Zunächst werden die heute in diesem Bereich praktizierten Lösungen und die dabei auftretenden Probleme kurz dargestellt. Danach werden der neue Standard für Produktdaten, STEP, und der Standard für die Interoperabilität heterogener Softwaresysteme, CORBA, sowie einige CORBA-Entwurfsmuster erläutert. Als nächstes wird eine auf diesen beiden Standards basierende CAx-Integrationsarchitektur, die im Projekt ANICA entwickelt wurde, vorgestellt und die prinzipielle Vorgehensweise bei ihrer Realisierung beschrieben. Daran anschließend wird über eine erste Umsetzung dieser Architektur in die Praxis berichtet. Zum Abschluß wird kurz auf die gewonnenen Erfahrungen eingegangen und ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben

Die CAx-Integrationsarchitektur ANICA und ihre erste Umsetzung in die Praxis

Das Problem der Integration heterogener Softwaresysteme stellt sich auch auf dem Gebiet der CAx-Systeme, wie sie in vielfältigen Ausprägungen etwa in der Automobilbranche für die Fahrzeugentwicklung eingesetzt werden. Zunächst werden die heute in diesem Bereich praktizierten Lösungen und die dabei auftretenden Probleme kurz dargestellt. Danach werden der neue Standard für Produktdaten, STEP, und der Standard für die Interoperabilität heterogener Softwaresysteme, CORBA, sowie einige CORBA-Entwurfsmuster erläutert. Als nächstes wird eine auf diesen beiden Standards basierende CAx-Integrationsarchitektur, die im Projekt ANICA entwickelt wurde, vorgestellt und die prinzipielle Vorgehensweise bei ihrer Realisierung beschrieben. Daran anschließend wird über eine erste Umsetzung dieser Architektur in die Praxis berichtet. Zum Abschluß wird kurz auf die gewonnenen Erfahrungen eingegangen und ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben