همه چیز درباره نرم افزار کتیا catia

قدرتمندترین نرم افزار طراحی، مهندسی و ساخت با کمک کامپیوتر در صنایع هوافضا، خودروئی و دریائی

چکیده

در عصر تکنولوژی اطلاعات، با روشهای سنتی نمیتوان جوابگوی نیازهاي طراحی و ساخت بود و نمیتوان از توانمندیهای کامپیوتر را در این زمینه نادیده گرفت. مخصوصاً در میدان رقابت که پارامترهائی چون : هزینه، زمان، کیفیت و سود مطرح میباشند.

سیستمهای طراحی با کمک کامپیوتر ( CAD )، مهندسی با کمک کامپیوتر ( CAE ) و ساخت با کمک کامپیوتر ( CAM ) از سیستمهای مطرح روز دنیا در صنایع هوافضا، دریائی و خودروئی میباشند. از نتایج استفاده این سیستم ها میتوان کاهش زمان طراحی، کاهش خطا در طراحی، بهینه کردن طرح کاهش زمان تولید، افزایش کیفیت محصول و افزایش سود دهی را نام برد. در این راستا نرم افزارهای زیادی به بازار ارائه شده است؛ اما استفاده از یک نرم افزار جامع، در یک مجموعه از اهمیت خاصی برخوردار میباشد که نرم افزار CATIA یکی از این نرم افزارهای جامع میباشد.

کتیا ویرایش 5 ( CATIA V.5 ) یک یکپارچگی مناسب و قدرتمندی بین منابع انسانی و ابزارها و روشها و منابع های طراحی، مهندسی و ساخت در یک فرآیند کامل را ایجاد میکند. از توانمندیهای برجسته دیگر این نرم افزار: پرورش خلاقیت و نوآوری، به اشتراک گذاشتن دانش فنی در فرآیندها ارتباط مستقیم بین طرح سه بعدی مجازی و محصول واقعی و کاهش حلقه های طراحی و ساخت را نام برد.

کلید واژه : CATIA ، PLM ، مدل ، 3D, 2D ، طراحي، مهندسي، ساخت




مقدمه
PLM Solutions ( Product Lifecycle Management )



به مجموعه ابزارها و روشهائی اطلاق میگردد که هدف آن حمایت از چرخه حیات تولید در زمينه های مختلف طراحي ، مهندسي و ساخت می باشد. این چرخه میتواند از یک یا چند فاز زیر تشکیل شده باشد:

بازاریابی، اتود زدن، نمونه اولیه، مدل کردن، آنالیز کردن، ساخت، بازنگری مهندسی، تبادل اطلاعات در کار تیمی فروش.

PLM ارائه شده توسط شرکت Dassault System ارائه شده توسط نرم افزارهای این شرکت قابل دست يابي است ، شامل نرم افزارهای زیر میباشد:

CAA V.5 ، SmarTeam ، ENOVIA ، DELMIA ، CATIA



DELMIA: Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application

ENOVIA: Enterprise in Ovation VIA

CAA V5: Component Application Architecture Version .5



که نرم افزار CATIA پایه و اساس دیگرنرم افزارهای بالا میباشد و حجم زیادي از فعالیت PLM در این نرم افزار صورت می گیرد که در این مقاله به این موضوع پرداخته شده است.

http://www.catiav5.ir/image002.jpg

شکل 1- روش سنتي در طراحي و ساخت وتوليد



در تولید سنتی وقتیکه یک طرح تعریف میشود، ابتدا باید یک طراحی مقدماتی صورت بگیرد تا یک نمونه اولیه از آن در کارگاه ساخته شود و بعد این طرح باید چندین بار دوباره طراحی و بهینه و . . . روی آن صورت گیرد تا رضایت مشتری یا نیاز بازار تأمین شود؛ که این سیکل زمان و هزینه زیادی را در برخواهد داشت. اما با استفاده از راه حل PLM میتوان کل سیکلها را به دو سیکل رساند( شکل1 ). چون کل طرح را میتوان در نرم افزار پیاده کرد و با امکاناتی که نرم افزار در اختیار میگذارد یکبار از ابتدا مطرح شدن طرح، طراحی، بهینه سازی و . . . حتی بازاریابی محصول را در دنیای مجازی نرم افزار با دقت و سرعت بالا انجام گیرد و بعد از جلب رضایت مشتری یا رفع نیاز بازار، طرح را برای ساخت به خط تولید واقعی ارسال نمود؛ حتی میتوان مشکلات حین طراحی و ساخت محصول و حتی خط تولید آن و تبلیغات و . . . را در این نرم افزار یافت،و نیز برای کاهش هزینه، وزن ، کاهش ضایعات و طراحی نسل بعدی محصول را برنامه ریزی نمود. در کل کاهش زمان طراحی و ساخت، عرضة سریع محصول به بازار رقابت از اثرات مهم این روش میباشد.


http://www.catiav5.ir/image004.jpg


شکل2- اثربخشي PLM

تاریخچة نرم افزار CATIA :

در سال 1969 شرکتی با نام Dassault در فرانسـه نرم افزاری بنام CATI برای نقشه کشی دوبُعدی و ماشینکاری با کمک کامپیوتر پایه گذاری نمود(شكل 3) و در سال 1975 این محصول به محیط سه بُعدی گسترش پیدا کرد و در آن زمان با انجام پروژة ساخت مدل تونل باد برای یک شرکت هواپیماسازی که بطور معمول 6 ماه زمان نیاز داشت ، در طی 4 هفته به نتیجه رساند. با این عمل تحولی در دنیای طراحی، ساخت و تولید ایجاد کرد.



http://www.catiav5.ir/image007.jpg

شکل3 – نمونه اوليه نرم افزار

در سال 1981 بطور عمومی نام آن به CATIA تبدیل شد و در ژوئن همان سال شرکت I.B.M. نیز این شرکت را بهمراه نرم افزارش بین نرم افزارهای امریکائی و ژاپنی طی یک بازبینی و بررسی زیاد برای توسعه، گسترش، خدمت رسانی و کسب درآمد در سراسر جهان برگزید.

ویرایش 4 کتیا در سال 1994 به بازار ارئه شد که بعلت حجم زیاد برنامه، تنها بر روی Work Station ها قابل اجراء بود که هزینة بالائی داشت. ویرایش 5 آن که تحت ویندوز مي باشد نيزدر اواخر دهة 90 وارد بازار شد. نگارش 5 آن بحدی پر قدرت بود که حتی کاربران نگارشهای قبل را متحیّر ساخت. نگارش 5 نه تنها امکانات گستردة 4 را حفظ کرده بود بلکه اصلی ترین مشکلی که کاربران نگارش 4 داشتند، یعنی کاربری سخت آن را نیز برطرف کرده بود.

در سال 1997 این شرکت برای کاربران سطح پائین نرم افزار Solid Works را به بازار عرضه کردند. اکنون CATIA V.5 کاملاً User Friendly میباشد و براحتی با ریز پردازنده های پنتیوم 4 قابل اجراء میباشد.

1969
Dassault
2D :CAD & CADAM
1975
3D : CATI
1981
Dassault Systempes & CATIA
IBM
1982 to 1988
CATIA Version 1 to Version 3
1992
Creation of Dassault Systempes of America
1993
CATIA-CADAM Solutions Version 4
1994
Dassault Systemes KK creation in Japan
1995
CATIA-CADAM Solutions Version 4 available on HP, SGI and Sun
CATIA-CADAM AEC Plant Solutions announced
1997
(June)SolidWorks acquisition


1998
(February)Enovia Corp. creation


1999
(March)Introduction of CATIA Version 5
(April)Smart Solutions Ltd acquisition


2000
(June, 7) Delmia creation
(December) DS enters the CAC 40 index
2002
(February) V5R8 launch
(March) Toyota motor Corporation strategic PLM agreement
(June) PLM V5R9 Announcement
(October) PLM V5R10 Announcement: Connected by knowledge
2003
(February) Ford Motor Company contract
(April) V5R11 PLM Announcement: Built-in-Reality
(September) V5R12 PLM Announcement: Collaborative PLM for on demand businesses




2004
(February) Boeing- Dassault Systèmes Partnership on 7E7
(March) V5R13 PLM Product announcement: PLM Workspace for Collective Innovation
(18 Sep) V5R14
2005
V5R15
V5R16


در ایران نگارش 4.2.2 توسط شرکتهای خودروسازی سایپا و ایران خودرو با هزینة بالا وارد شد. هماکنون در کشورمان نرم افزارهای زیادی از قبیل AutoCAD ، Solid Works ، Pro/Engineer ، IDES و . . . در زمینة CAD استفاده میشوند. اما هریک از این کاربران که با نرم افزار CATIA V.5 آشنا میشوند مشتاقانه بسمت آن گرایش پیدا میکنند. البته پیش بینی میشود که در آینده نزدیک در همة زمینه های نرم افزاری مشابه جای خود را به CATIA بدهند.



http://www.catiav5.ir/image010.jpg

CATIA ( C omputer Aided Tree Dimensional Interactive Applications )



همانگونه که از کلمات برداشت میگردد از تعدادی محیط هائی که با یکدیگر در تقابل بوده و بر پایة محیط های سه بُعدی برپا شده اند تشکیل یافته است که میتوان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

CAD : طراحی و مدلسازی بکمک کامپیوتر. در اختیار قرار دادن ابزارهای بسیار قدرتمند مدلسازی احجام
( Solid ) و رویه ( Surface ) و . . .

CAM : ساخت بکمک کامپیوتر. تهیه برنامه های ماشینکاری برای انواع ماشینهای CNC در محیطی سه
بُعدی و قدرتمند و . . .

CAE : مهندسی باکمک کامپیوتر. ارائة ابزارهای شبیه سازی و رفتارهای فیزیکی محصول، خط تولید و
مونتاژ و تحلیل های مهندسی آنان و . . .

ویژگیهای اصلی این نرم افزار :

نگهداری تاریخچة تهیة مدل ( History ) : این امر سبب میگردد تا بتوان با حداکثر قدرت به ساخت و مدیریت مدلها پرداخت ( میتوان مکان عملیات را جابجا و یا آنان را موقتاً بی اثر نمود. بعنوان مثال میتوان اثر یک فیلد را خنثی کرد. )
برخورداری از قابلیت پارامتریک و فرمول پذیری ( Parametric ) : با این خاصیت میتوان ابعاد یک مدل را بصورت وابسته به مقادیر دیگر ترسیم نمود و در صورت تغییر در پارامترهای اولیه مدل بهنگام میگردد.
بلادرنگ ( Real Time ) : مشاهده شدن تغییرات بصورت همزمان. بعنوان مثال تغییر در سایز یک مکعب و یا دوران آن در حالت Shade در هنگام اجراء سایر دستورات.
هوشمندی ( Intelligent ) : سبب میگردد تا با بکارگیری الگوریتمهای پیشرفته کمک شایانی به کاربر نماید تا با حداقل عملیات به هدف مورد نظر دست یابد.
رابطة بسیار قوی گرافیک ( Advance Interface ) : یکی از ایرادهای اصلی اکثر نرم افزارها، نداشتن محیط راحت و قوی گرافیکی است. محیط راحت و کاربرپسند کتیا سبب میگردد تا کاربر براحتی خواسته های خویش را مهیا سازد.
http://www.catiav5.ir/image013.jpg

شکل - نمودار رشد CATIA V5

از دیگر ویژگیها میتوان قابلیت جابجائی آسان و سریع بین محیط ها، سرعت بالای واکنش نرم افزار در برابر عملیات صورت گرفته، مدیریت بر فعالیتهای مربوط به طراحی، خروجی با فرمتهای مختلف، قابلیت تبادل اطلاعات بین دیگر نرم افزارهای CAD و حتی کاربر میتواند یک محیط دلخواه کاری با آی*****های مورد نیاز خود، طراحی کند.

نیازهای نرم افزاری جهت نصب :

Windows 2000/XP
I.B.M. AIX
Hewlett Packard HP-UX
SVGA IRIX
Sun Solaris
نیازهای سخت افزاری برای نصب روی Windows 2000/XP :

Disk Drive : min 4 GB

Memory : min 256 MB of Ram ( 512 for DMU & Large Assemblies )

Display : min 17" ( min 1024 768 Resolution )

Pointing Device : 3-Botton Mouse





در زیر جهت معرفی اثر بخشی این نرم افزار دو شرکت بعنوان مثال مطرح شده اند :



1-Pratt & Whitney , PLM ( CATIA V.5, ENOVIA, DELMIB )


http://www.catiav5.ir/image018.jpg


شکل – موتور هواپيماي ساخته شده در شركت Pratt & Whitney



این شرکت کانادائی 75 سال قبل تشکیل شده است و بیشترین فعالیت آن در زمینة موتورهای هواپیما میباشد و هماکنون داراي 9000 پرسنل در 10 کشور و 700 کاربر نرم افزار CATIA V.5 میباشد.

مشتریان اين شركت : Augusta, Airbus, Bell helicopter, Booing & . . .

در این شرکت قبل از استفاده این راه حل از دیگر نرم افزارهای 3D/2D متداول استفاده میشده است و بعد از پیاده سازی این PLM ، یک میلیون دلار صرفه جوئی در سال، 500 هزار دلار صرفه جوئی برای هر نمونه اولیه موتورهواپيما ، بازگشت سرمایه 3 ساله، سود خالص برای 6 سال 12 میلیون دلار، ضمناً این شرکت توانست ظرف 3 سال نسل بعدی موتورهایش را وارد بازار نماید.



جزئیات :

20% صرفه جوئی در زمان طراحی، 10 برابر سریعتر برای برنامه نویسی ماشینکاری، 13% کاهش در قیمت جیک و فیکسچر، 10% کاهش در حجم ضایعات، 10% کاهش در دوباره کاری، 20% کاهش در زمان مونتاژ.





2-SERRA SOLDADURA , PLM ( CATIA V.5, DELMIA )

http://www.catiav5.ir/image021.jpg

شکل صفحة 12

این شرکت اسپانیائی در سال 1934 در شهر بارسلونا تأسیس شده است و در زمینة اتومبیل و وسایل حمل و نقل فعالیت میکند و هماکنون به فرانسـه، پرتغال و برزیل گسترش یافته است و 800 پرسنل دارد.

این شرکت 4 سال قبل از استفاده PLM ، برای طراحی و نصب خط جوشکاری 18 ماه زمان نیاز داشت اما امروزه 6 ماه زمان صرف میکند. بطور معمول 5 سال زمان صرف میشد تا مهندسین جذب شده، مهارت لازم را کسب کنند اما با بهم پیوستن CATIA V.5 و شرکت SERRA این زمان به 14- 12 ماه رسیده است که زمان آموزش 75% کاهش پیدا کرده است؛در انجام پروژه ها نيز زمان پایان هر مناقصه را 50% کاهش یافته که خود باعث برنده شدن بیشتری در مناقصه های این شرکت در سال شده است.

این شرکت با استفاده از امکانات 3D/2D متداول برای انجام یک پروژة 220 روز زمان میبرده است را با استفاده از DELMIA, CATIA V.5 به 110 روز رسانده است.

زمینه هائی که این شرکت از این نرم افزارها بهره گرفت: شبیه سازی مجازی حرکت سینماتیکی ، آنالیز سازه ای، موقعیت رُبوتها و حرکت و سیکل زمانی آنها.

جزئیات نتایج دیگر :

66% کاهش در قیمت برنامه نویسی ماشینکاری، 60% کاهش قیمت خط مونتاژ، 40% کاهش زمان طراحی، زمان بازگشت سرمایه 7/1 سال و سود خالص برای 6 سال 10 میلیون یورو.



در ادامة مقاله شرح خیلی مختصر از محیطهای نرم افزار بیان شده است شرح بیشتر در این مقاله نمیگنجد و برای اطلاعات بیشتر بخود نرم افزار و یا سایت نرم افزار http://www.catia.com مراجعه شود
مهندس محمدرضا زارع پور



info@catiav5.ir