Jaką rolę odgrywają rysunki 2D w cyfrowym świecie?

Dlaczego w erze cyfrowej, gdzie głównym nośnikiem komunikacji są dane 3D, nadal korzystamy z tradycyjnych rysunków 2D? Z definicji rysunki 2D to dokumenty techniczne zawierające informacje o części, takie jak jej geometria, wymiary oraz akceptowalne tolerancje. Przez wiele dziesięcioleci ta definicja była solidna, ale w dzisiejszym środowisku inżynieryjnym model 3D coraz częściej pełni tę rolę.

Rysunki 2D – Jaka jest ich funkcja?

W miarę postępu w systemach modelowania 3D i komputerowo wspomaganym wytwarzaniu (CAM), niektórzy zaczynają podważać sens i konieczność używania tradycyjnych rysunków 2D w dzisiejszym środowisku produkcyjnym. A jakie jest Twoje zdanie?

Każdego inżyniera, którego kariera opiera się na definicjach opartych na modelu (MBD), rysunkach 2D i komunikacji od etapu projektowania do produkcji. Na pewno nurtuje jedno pytanie: dlaczego wciąż stosujemy statyczne rysunki 2D w świecie, który prawie całkowicie przeniósł się do cyfrowego formatu? Rysunki 2D są bowiem trwałym obrazem, uchwyconym w konkretnym momencie w cyklu życia części. A to czyni je podatnymi na przestarzałość i trudnymi w zarządzaniu. W przeciwieństwie do tego, modele 3D i dane cyfrowe pozostają zawsze aktualne. Wydaje się to oczywistym wyborem, jeśli chodzi o komunikację z innymi za pomocą modelu cyfrowego.

Aby to zrozumieć, często zadawane jest pytanie do społeczności SOLIDWORKS, a odpowiedzi są zawsze dość interesujące, ale w pewnym stopniu takie same. Poniżej przykład jednej z takich rozmów.

Dlaczego potrzebujesz rysunku?

– Potrzebuję rysunku, żeby wykonać swoją pracę, proste.

Dlaczego?

 – Muszę przejrzeć wymagania i dowiedzieć się, jak wykonać tę część.

OK, to ma sens, więc ręcznie obrabiasz część za pomocą maszyny analogowej, odnosząc się do wszystkich informacji na rysunku?

– Nie, system CAM wykorzystuje model 3D bezpośrednio do programowania maszyny.

OK, więc po co ci rysunek?

I wpadamy w tę samą nierozwiązaną pętlę: czy rysunki są tworzone do rzeczywistych celów produkcyjnych? Czy tylko dlatego, że czujemy, że ich potrzebujemy, bo zawsze było to normą.

Mając to na uwadze, zdecydowaliśmy się na dogłębne zrozumienie rzeczywistej roli rysunków 2D w dzisiejszych, zaawansowanych procesach produkcyjnych. Gdzie dane modeli 3D stanowią główne źródło informacji dla systemów produkcyjnych. Naszym celem jest przeanalizowanie funkcji rysunków 2D, roli modeli 3D i sposobów, w jakie można wydobyć wartość obu tych formatów. A także dostosowanie tradycyjnej definicji inżynieryjnej do współczesnych standardów w dziedzinie inżynierii i produkcji.

Rysunki 2D – rola w inżynierii cyfrowej i produkcji

Chociaż modele i dane 3D bez wątpienia przewróciły do góry nogami procesy projektowania i produkcji. Rysunki 2D nadal stanowią fundamentalny element dokumentacji inżynierskiej. Przez lata pełniły one rolę uniwersalnego języka, umożliwiającego skuteczną komunikację z dostawcami, interesariuszami i pracownikami kontroli jakości. Były one konkretnym nośnikiem informacji, łatwym do przekazania, który wspierał dyskusje i wyjaśnienia. Stanowią one ostatnią, trwającą w cyfrowym świecie “tradycyjną” formę komunikacji między inżynierią, a produkcją.

Jednak w dzisiejszych procesach produkcyjnych rysunki 2D zdają się mieć jedynie rolę punktu odniesienia, a nie podstawowej formy komunikacji. Służą jako zrozumiałe dla ludzi kluczowe informacje projektowe, takie jak wymiary, tolerancje i relacje geometryczne. Jednak niekoniecznie stanowią instrukcje dla systemów CAM lub maszyn, ponieważ tę rolę pełni model 3D. Czy to oznacza, że rysunki wkrótce zostaną całkowicie zastąpione? Nie tak szybko.

Podczas licznych rozmów z użytkownikami SOLIDWORKS wyłania się pewna kluczowa kwestia: przetrwanie rysunków 2D wynika nie tyle z ich funkcjonalności, co z ich znajomości.

Rysunki 2D pozostają nadal istotne ze względu na swoją powszechną akceptację i znajomość w całej branży. Nie ukrywajmy, wszyscy boimy się zmian. Producenci, dostawcy i pracownicy ds. kontroli jakości od dziesięcioleci polegali na rysunkach 2D, doskonale rozumiejąc, jak je interpretować. A także inwestujący znaczne środki w praktyki rysunkowe, aby zagwarantować jakość i skuteczną komunikację. Trudno jest przekonać do zmiany ludzką naturę i przekonać, że rysunki 2D są nadal potrzebne. Nawet jeśli przynoszą niewielką lub żadną wartość w samym procesie produkcyjnym.

Innym istotnym aspektem jest preferencja pokoleniowa na korzyść rysunków 2D. Większość menedżerów i interesariuszy w branży dorastała w czasach, gdy technologia 2D dominowała. Więc jest naturalne, że czują się komfortowo korzystając z tej formy komunikacji. Jednak w obliczu narastającej luki w umiejętnościach i rosnącej liczby młodych profesjonalistów w środowisku 3D, można oczekiwać, że ta sytuacja ulegnie zmianie – w miarę jak oni awansują na stanowiska menedżerskie i stają się kluczowymi interesariuszami.

Rola modeli 3D w inżynierii cyfrowej i produkcji

W miarę postępu w dziedzinie modelowania 3D, CAM oraz automatyzacji przy użyciu robotyki, cyfrowa reprezentacja produktu staje się coraz bardziej szczegółowa i intuicyjna. A także zawiera znacznie więcej informacji, niż kiedykolwiek mogłoby to zrobić tradycyjne rysunki 2D. To niesie ze sobą wiele korzyści.

Z jednej strony modele 3D dostarczają wizualną reprezentację, co umożliwia inżynierom i projektantom weryfikację kształtu, dopasowania i funkcji produktu jeszcze przed przystąpieniem do procesu produkcyjnego.

Z drugiej strony, modele te są źródłem cennych danych dla systemów CAM, które korzystają z nich do generowania ścieżek narzędzi, symulacji operacji obróbki oraz bezpośredniego sterowania maszynami CNC. To prawdziwa rewolucja w dziedzinie procesów produkcyjnych, przyspieszając produkcję, zwiększając precyzję i redukując czas realizacji. Co więcej, metadane dostarczane przez modele 3D są również nieocenione w kontekście przekazywania informacji do systemów biznesowych, takich jak ERP, MES, systemy kontroli jakości oraz systemy księgowe produkcyjne lub serwisowe w ramach gwarancji.

W celu optymalizacji procesu od inżynierii 3D do produkcji, coraz więcej firm wdraża praktyki związane z modelem opisowym produktu (MBD). MBD to podejście, które wykorzystuje trójwymiarowe informacje o produkcie (PMI) jako główne medium do przekazywania informacji na temat produktu. Polega na osadzeniu kluczowych danych produkcyjnych i kontrolnych bezpośrednio w modelu 3D, eliminując konieczność tworzenia oddzielnych rysunków 2D.

Korzystanie z 3D PMI pozwala firmom płynnie przechodzić od etapu inżynieryjnego do produkcji. Ta integracja ogranicza ryzyko błędów wynikających z ludzkiej interpretacji, redukuje nadmiar informacji i ułatwia późniejsze procesy automatyzacji w systemach produkcyjnych.

Co więcej, wdrożenie praktyk MBD poprawia współpracę i komunikację między różnymi działami. Projektanci, inżynierowie i zespoły produkcyjne mają dostęp do modelu 3D i związanych z nim danych. Co ułatwia zrozumienie i harmonizację działań między różnymi obszarami działalności. Ostatecznie, oglądanie i interpretowanie informacji w trzech wymiarach jest bardziej intuicyjne. Ponieważ odpowiada ono ludzkiej naturze, która lepiej radzi sobie z obiektami w przestrzeni trójwymiarowej niż dwuwymiarowej. Co więcej, interaktywność i możliwość dynamicznego wyróżniania modelu oraz PMI przynoszą znaczne korzyści w porównaniu z tradycyjnym rysunkiem 2D.

Wniosek: nie ma jednego uniwersalnego podejścia

Na szczęście istnieje rozwiązanie, które doskonale zaspokaja potrzeby zarówno w obszarze 2D, jak i 3D. Inspiracją do jego stworzenia jest nasz nowy narzędziowy kreator Manufacturing Definition Creator, oparty w pełni na przeglądarkach internetowych. To narzędzie umożliwia tworzenie zarówno definicji 3D, jak i 2D, które są dostępne w ramach 3DEXPERIENCE Works.