Сергей Поляк, генеральный директор САПР-АЛЬФА, рассказывает, как C3D Toolkit помог команде САПР-АЛЬФА разработать конфигураторы НКУ для производителей электротехники и внедрить функциональность формирования коммерческих предложений в автоматическом режиме для сложной инженерной продукции.
Рассмотрим, как команда САПР-АЛЬФА использовала геометрическое ядро C3D для совершенствования решений и повышения комфорта пользователей. Мы использовали совсем малую часть возможностей C3D Toolkit. Тем не менее даже эта малая часть позволила нам достичь впечатляющих результатов, а значит, проект заслуживает особого внимания.
Рис. 1. Область деятельности компании САПР-АЛЬФА
Компания САПР-АЛЬФА еще с восьмидесятых годов XX века занимается разработкой САПР. В первую очередь мы специализируемся на системах автоматизации и силовом электрооборудовании. Они находят применение в самых разных отраслях. Помимо этого, мы занимаемся еще и разработками на заказ.
Клиенты компании САПР-АЛЬФА — из разных сфер. Проанализируем опыт работы с двумя из них — интересными и знаковыми. Примечательно, что они обратились к нам с одной и той же проблемой.
С этой проблемой, скорее всего, сталкиваются многие из тех, кому приходится на заказ делать сложное дорогое оборудование. В данном случае проект коснулся электротехники. Речь пойдет о низковольтных комплектных устройствах. Что это такое? Предположим, вы строите завод. В нем — множество мощных потребителей. Чтобы их «запитать», к каждому нужно подвести кабель. То есть на входе на завод есть большой толстый кабель, который нужно развести на несколько десятков более тонких. Чтобы это сделать, вы ставите шкаф, в котором стоит защитная аппаратура, а из него выходят кабели. Этот шкаф называется низковольтным комплектным устройством. Чтобы его изготовить, вы как заказчик формулируете предъявляемые к нему требования. Самый главный документ — это однолинейная электросхема (принципиальная схема). Она описывает, что должно быть в этом шкафу и какие характеристики должно иметь содержимое. После принятия решения о том, что вам нужно НКУ, вы составляете однолинейную электросхему, рассылаете ее на ряд заводов и от каждого завода ждете, что он даст вам ответ о том, сколько это будет стоить, как будет выглядеть и за какое время этот заказ будет выполнен.
Рис. 2. Процесс подготовки КП для заказчика до сотрудничества с C3D Labs
Теперь посмотрим на эту ситуацию со стороны завода-изготовителя. Вы получили спецификацию от заказчика, вам нужно дать заказчику ответ. Чтобы его сформулировать, имеющихся знаний недостаточно. На практике это изделие нужно спроектировать, и для этого каждый из таких производителей вынужден держать штат проектировщиков. Эти проектировщики получают от клиента заказные спецификации и на их основе начинают максимально быстро осуществлять проект, чтобы дать заказчику ответ. Здесь возникает противоречие. С одной стороны, ответ нужно дать быстро, потому что заказ получит, скорее всего, тот, кто быстрее даст ответ. С другой стороны, ответ должен быть точен. Если вы заложите слишком большие запасы на ошибки, у вас получится дорогое предложение, вас не выберут. Ошибетесь с запасами? Окей, вы выиграли тендер, но вы упустите прибыль. Получается, когда вы заказываете что-то, вы рассылаете свой запрос в адрес десяти заводов, в итоге заказ получает один производитель, а девять фактически работали вхолостую. 90 % работы таких проектировщиков на заводе идет в корзину.
Именно с этой проблемой к нам обратились два ведущих российских производителя электротехники. Первой из этих компаний стала компания DKC. На сегодняшний день DKC входит в число крупнейших производителей кабеленесущих систем и низковольтного оборудования в России и Европе.
Рис. 3. Подход к разработке САПР-АЛЬФА для DKC
Вместе с заказчиком мы сформулировали требования к ПО. Предполагалось, что оно должно исключить ручную работу проектировщиков на заводе. То есть клиент должен непосредственно в этом ПО самостоятельно составить однолинейную схему, задать текстовые исходные данные, а все остальные задачи, касающиеся проектирования, программа должна выполнить сама, автоматически, без участия человека. На выходе мы планировали получить результат любой инженерной деятельности — чертежи и спецификации, коммерческое предложение, а также тепловые расчеты. То есть всё то, что делают проектировщики на заводе. Задача понятна. Мы провели анализ бизнес-процессов на заводе, выяснили, что можно формализовать алгоритм их работы таким образом, чтобы его запрограммировать. После этого мы приступили к работе.
Какие при этом были приняты установки? По просьбе заказчика мы ориентировались на десктоп-формат приложения. На момент разработки актуальной ОС была Windows. Основные исходные данные при таком проектировании — это модели составляющих элементов шкафа и модели тех аппаратов, которые нужно в нем разместить. Нас попросили использовать формат DWG. В то время, когда нам пришлось выбирать компонент для работы с этим форматом, оптимальным был Teigha от Open Design Alliance. То есть мы не ограничиваемся рассмотрением потенциала геометрического ядра С3D — присутствует и сравнение, ведь нам есть с чем сравнивать.
Рис. 4. Результат работы проекта для компании DKC
Мы формализовали алгоритм, выполнили работу с базой данных. Приложение получилось создать, и оно успешно справляется с поставленными задачами. Это приложение доступно на сайте компании DKC, оно называется RAM cube. Любой может его скачать и посмотреть, что получилось. На иллюстрации выше изображен и общий вид шкафа, так проектировщики называют фронтальную проекцию, вид спереди. Здесь же представлена 3D-модель, которая тоже успешно генерируется, доступна и спецификация.
Казалось бы, всё отлично, но всегда хочется после проделанной работы понять, что было хорошо, что плохо, а что можно улучшить. Почва для такого анализа была.
Что удалось выявить на базе анализа результатов? Первоначально мы хотели, чтобы единственным источником информации в проекте были 3D-модели аппаратуры. Соответственно, мы ориентировались на то, что по результатам работы алгоритма мы получаем полную трехмерную модель будущего изделия и уже на ней производим все операции. Это в первую очередь ручная перекомпоновка. Иными словами, когда шкаф собрался, проектировщик может с помощью мышки передвинуть нужный ему аппарат в другую секцию или создать новую секцию. Это и называется ручной компоновкой. На старте мы планировали делать это непосредственно на 3D-модели, но выяснилось, что 3D-модели компонентов шкафа приходят от изготовителя аппаратуры. Такие модели оказались настолько тяжелыми, настолько детальными, что в подобном режиме работать с ними было практически невозможно. В любой более-менее большой сборке, рассчитанной, скажем, на 10–15 секций шкафа, ничего «подвигать» было нельзя. Пришлось выбирать альтернативное решение по ходу дела. Оно очевидно: там, где требуется только вид спереди, нужно работать с плоскими проекциями. Это вполне рабочее решение, но выяснилось, что Teigha не умеет делать эти проекции автоматически. В итоге сотрудникам завода пришлось вручную генерировать в AutoCAD все эти плоские проекции для вида спереди, сверху, сбоку со всей аппаратурой, а после, уже в базе данных, «привязывать» к 3D-моделям. Должна была быть правильная ориентация, правильное смещение, правильные связи. С учетом человеческого фактора и возникающих ошибок это заняло значительное время, тем не менее мы получили результат, приложение сработало.
Поэтому, когда началась работа со следующим заказчиком, у которого была практически та же самая задача, мы постарались учесть полученный опыт и в самом начале приняли ряд важных решений.
Рис. 5. Подход к разработке САПР-АЛЬФА для IEK
Мы сразу решили предложить заказчику уже не десктоп-, а веб-приложение. Сейчас уже никому не нужно объяснять, в чем заключаются его преимущества.
При этом мы устраняем сразу массу проблем. Во-первых, не зависим от операционной системы. В 2022 году это стало более чем актуально в связи с ускоренным уходом от Windows.
Во-вторых, нет проблемы обновления и самого ПО, и базы данных, которые также нужно постоянно транслировать заказчику со всеми составляющими компонентами. Теперь проблемы с этой синхронизацией нет. Все находится на стороне завода — и база данных, и приложения. Клиент завода уже ни о чем не задумывается: он открывает браузер и приступает к проектированию.
В-третьих, скорость работы уже не зависит от мощности компьютера заказчика. Для десктоп-приложений это было критически важно. Кроме того, когда заказные проекты копятся на стороне изготовителя, это эффективно сказывается на работе их отдела маркетинга. Маркетологам проще работать, когда они знают, что происходит, и видят, что у них заказывают.
Еще одним важным решением стала ориентация на тот формат моделей, который изначально используется при проектировании. Это STEP вместо ранее использовавшегося DWG. За этим последовал логичный выбор — уход от Teigha и поиск другого компонента, который бы поддерживал STEP. Мы выбрали решения C3D Modeler и C3D Converter и ни разу не пожалели. Формат STEP поддерживался изначально, и это было очень удобно. Соответственно, можно было отказаться от ручной генерации проекций для всей аппаратуры.
Какие невзгоды и передряги мы пережили на пути внедрения нового компонента? Интриги не будет: их не было. Все было даже проще, чем мы рассчитывали. Помимо качественной документации, мы получили возможность сразу все установить и проверить. Когда мы объяснили команде C3D Labs, какую задачу намерены решить с помощью C3D Toolkit, нам незамедлительно предоставили пример кода, который выполнял нужную нам задачу. Когда проект был реализован, мы убедились в том, что и само создание сцен, и все те операции, которые нам требовались от C3D Toolkit, работают очень быстро.
Единственный нюанс, который нам встретился, заключался в следующем. Так как результатом работы инженерного приложения обязательно должен быть чертеж, мы планировали в пространстве модели выполнить не только нужную нам композицию, но там же создать элементы оформления чертежа — рамку, штамп, все пояснения — а после просто конвертировать это в DXF. Оказалось, что это не очень удобно. Мы применили компонент open source для дооформления в формате DXF, то есть из C3D мы получаем только модель, фронтальную проекцию.
Рис. 6. Результат работы проекта для компании IEK
Приложение было запущено в 2024 году. На сайте компании IEK его можно опробовать в работе, оно называется FORMAT.
Мы очень довольны тем, какой компонент мы получили и какая всесторонняя поддержка для него осуществляется. На данный момент мы планируем эту работу продолжать и развивать. До сих пор мы использовали собственную визуализацию, но сейчас присматриваемся к возможностям C3D Web Vision, с которыми уже начали знакомство.
Благодаря инструментам C3D Toolkit мы видим широкие перспективы решения изначальной проблемы — по формированию коммерческих предложений в автоматическом режиме для сложной инженерной продукции — для самых разных производителей.
Рис. 7. Процесс подготовки КП для заказчика после внедрения инструментов C3D Toolkit
Принцип един: если ты умеешь анализировать алгоритм, по которому проектируется изделие, можно это формализовать, автоматизировать, и тогда все клиенты получат свои коммерческие предложения верными и в срок.
Сергей Поляк
Генеральный директор
САПР-АЛЬФА
