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31.10.1986 - 

Komplexität der Strukturen bedingt verstärktes SW-Engagement:

Datenbanken sind für ClM - Zukunft unerläßlich

In Zukunft wird die ClM-Technik nicht ohne leistungsfähige Datenbanksysteme auskommen können. Grund dafür sind neben der Anzahl der Objekte auch die Komplexität der Strukturen sowie die Menge der benötigten Attribute. In seinem Beitrag beschäftigt sich Jürgen Gausemeier* mit der Verarbeitung von Formkomplexen sowie mit Normteiledaten in der ClM-Datenhaltung.

CAD-Systeme verarbeiten die Gestalt von technischen Objekten und die Darstellungen von technischen Objekten. Dazu ist ein 3D-Modell - die digitale Repräsentation des realen Objektes - erforderlich. Zur Verarbeitung der Darstellung, wie das bei der automatisierten Zeichnungserstellung der Fall ist, wird ein 2D-Modell benötigt. Darunter ist 2D-Modell die digitale Repräsentation der technischen Zeichnung zu verstehen.

2D- und 3D-Modelle sollten die Bildung und Verarbeitung von Formkomplexen erlauben. Ein Formkomplex kann durch ein Symbol repräsentiert werden, aber auch dimensionsvariabel und gestaltvariabel sein. Ein dimensions- und gestaltvariabler Formkomplex sei als Makro bezeichnet.

Makros treten bei allen Konstruktionsarten auf. In der Neukonstruktion ist es ein Formelement wie eine

Gewindebohrung, bei der Variantenkonstruktion das parametrisierte Bauteil. Letzthin handelt es sich auch bei Normteilen um solche Makros. Prozedur-Makros und Programm-Makros haben in der CAD-Praxis eine sehr hohe Verbreitung erlangt, weshalb es auch nicht überrascht, daß die Programm-Makro-Technik als Grundlage für die Verarbeitung von Normteildaten bestimmt wurde.

Die Datenhaltung in ClM-Verfahrensketten läßt sich in die temporäre und die permanente Datenhaltung aufgliedern. Die temporäre Datenhaltung gilt für die Dauer einer Arbeitssitzung mit einem Programmsystem der ClM-Verfahrenskette. Bei grafischen Dialogsystemen, die bezüglich der Antwortzeiten sehr hohen Anforderungen genügen müssen, findet die temporäre Datenhaltung ausschließlich im Arbeitsspeicher des Rechners statt (siehe Abbildung). Gegenstand der temporären Datenhaltung bei einem 2D-System ist das 2D-Modell; bei einem 3D-System ist es das 3D-Modell.

Im Prinzip besteht das 3D-Modell eines Bauteils (BT) aus den Flächen (F), die das Volumen umhüllen, aus den 3D-Kanten (K) und den 3D-Punkten (P) sowie den erforderlichen Beziehungen zwischen diesen Elementen. Das 2D-Modell besteht im wesentlichen aus den 2D-Konturelementen (K) wie Strecke, Kreis und Kreisbogen, sowie aus den 2D-Punkten (P).

Ist die Zeichnung bemaßt, so kommen noch Maße (M) hinzu wie Abstandsmaß und Winkelmaß. Sowohl bei 2D-Modellen als auch bei 3D-Modellen ist es möglich, einzelne Elemente der genannten Arten zu Gruppen zusammenzufassen, sowie einzelnen Elementen, aber auch den Gruppen Attribute zuzuweisen. Diese Möglichkeiten sind wesentliche Voraussetzungen zur effizienten Verarbeitung von Forskomplexen in CAD-Prozessen und in CIM-Verfahrensketten.

Der heutige Stand der permanenten ClM-Datenhaltung ist im großen und ganzen dadurch gekennzeichnet, daß die in den einzelnen Applikationsstufen als Ergebnis anfallenden Datenbestände wie 2D-Modelle, 3D-Modelle und NC-Teileprogramme als Dateien unter der Steuerung des rechnerabhängigen Dateiverwaltungssystems geführt werden. Dem Benutzer obliegt es, "Buch zu führen" über die einzelnen Dateien und insbesondere über die Beziehungen zwischen den Dateien. Will man dies vermeiden und sollen Anforderungen des Datenschutzes, der Datensicherheit und der Datenkonsistenz weitestgehend erfüllt werden, so bietet sich der Einsatz eines Datenbankmanagementsystems (DBMS) an.

Primärer Gegenstand der permanenten Datenhaltung mit Hilfe eines DBMS ist normalerweise das Erzeugnismodell (Produktmodell). Bei dem in der Abbildung dargestellten Beispiel handelt es sich um ein Modell mit einer Netzwerkdatenstruktur, bestehend aus dem Erzeugnis (E), den Baugruppen (BG), den Bauteilen (BT) und den Normteilen (NT). Denkbar sind natürlich auch mehr organisatorisch motivierte Datenstrukturen, beispielsweise um Baugruppen organisatorischen Einheiten in der Konstruktion oder in der Fertigung/ Montage zuzuordnen.

Ferner lassen sich auch Beziehungen zwischen Zukaufteilen im Erzeugnismodell und den in Frage kommenden Lieferanten herstellen. Das ist dann von hohem Nutzen, wenn der Konstrukteur rasch Informationen über Preise und Liefertermine haben muß, um eine Konstruktionsvariante bewerten zu können, die Zukaufteile enthält.

In der Datenbank ist ein diskretes Normteil ein Objekt. Wird das Normteil verwendet, so ist es in der Erzeugnisstruktur enthalten. Das Objekt ..diskretes Normteil muß zumindest organisatorische Attribute, beispielsweise Identnummern beinhalten. Es kann aber auch als Attribut das 2D-Modell und/oder 3D-Modell des diskreten Normteils enthalten. Dann ist dieses Normteilmodell vorher natürlich durch das Normteilprogramm zu generieren.

Normteilprogramm muß mit CAD-System verknüpft sein

Die andere Möglichkeit besteht darin, das Normteilmodell erst dann zu generieren, wenn es vom CAD-System benötigt wird. Dann muß das Normteilprogramm enger mit dem CAD-System verknüpft sein. Es liegt nahe, nur die diskreten Normteile in der Datenbank zu führen, die in einem Betrieb verwendet werden.

*Dr. Jürgen Gausemeier ist Leiter der CAD-Entwicklung bei der Contraves AG, Zürich.

Dieser Beitrag basiert auf einem Vortrag, der anläßlich der DlN-Tagung "CAD-Normteile und CAD-Software" in Berlin gehalten wurde.