Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge - Siemens

Uso esteso della
tecnologia sincrona con
Solid Edge
Maggio 2009
White Paper scritto da
Collaborative Product Development Associates, LLC per
Siemens PLM Software

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Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge
Maggio 2009
SOMMARIO
VELOCITY SERIES..............................................................................................................................................2
MODELLAZIONE SOLID EDGE ..........................................................................................................................3
MODELLAZIONE DELLE PARTI E DEGLI ASSIEMI.....................................................................................................4
Migrazione di quote di disegni 2D in 3D .......................................................................................................4
Sezioni in tempo reale per la modifica MEDIANTE sezioni TRASVERSALI 2D ..........................................7
Feature procedurali basate su disegni..........................................................................................................8
PROGETTAZIONE DI COMPONENTI IN LAMIERA.................................................................................................9
PARADIGMA di Interazione diretta...............................................................................................................9
Regole in tempo reale.................................................................................................................................10
SOLID EDGE SIMULATION ..............................................................................................................................11
SOLID EDGE INSIGHT ......................................................................................................................................12
RIEPILOGO E OPINIONE ..................................................................................................................................14
Copyright 2009 © Collaborative Product Development Associates, LLC

Uso esteso della tecnologia
sincrona con Solid Edge
La nuova versione software SOLID EDGE WITH SYNCHRONOUS TECHNOLOGY 2
di Siemens PLM Software continua a produrre scossoni nel settore PLM grazie
all'introduzione di nuove strategie di utilizzo della tecnologia sincronia, un
approccio alla modellazione dei solidi history-free introdotto per la prima volta
un anno fa. Nell'aprile 2008 Siemens ha introdotto nel settore una delle novità
tecnologiche più importanti e rivoluzionarie nell'ambito della modellazione dei
solidi 3D in oltre venti anni. La tecnologia sincrona ha dimostrato di essere un
approccio alla modellazione basata su feature history-free in grado di combinare
gli aspetti migliori delle tecniche basate su quote e vincoli, per offrire il controllo
completo e la ripetibilità insieme alla flessibilità della modellazione esplicita. Solid
Edge svela ora ulteriori novità nell'uso della tecnologia sincrona.
Molti miglioramenti della modellazione Solid Edge sono destinati agli utenti che
effettuano il passaggio dalla tecnologia 2D a CAD 3D o agli utenti coinvolti in
processi aziendali basati sull'importazione di disegni 2D e la creazione di modelli
3D. La nuova versione aggiunge un elemento di maturità all'uso della tecnologia
sincrona per la modellazione di parti e assiemi. Un'importante innovazione
è l'estensione della tecnologia sincrona all'applicazione per la progettazione
intelligente di componenti in lamiera Solid Edge. Le lamiere pongono una serie di
problemi specifici in quanto alcune modifiche ne comportano altre sia al modello
che alla topologia. Grazie alla combinazione di tecnologia sincrona e algoritmi
intelligenti, questa nuova metodologia di modellazione acquisisce una maggiore
potenza e una migliore reputazione.
Le novità incluse in Solid Edge, abbinate all'introduzione di una nuova
applicazione FEA (Finite Element Analysis) di medio livello, Solid Edge
Simulation, e ai continui miglioramenti apportati a Solid Edge Insight per la
gestione dei dati di un singolo sito con l'utilizzo della più recente piattaforma
Microsoft SharePoint, consentono di introdurre elementi di innovazione
e aumentare la competitività dei clienti di Siemens PLM Software nel complesso
mercato odierno.
Collaborative Product Development Associates, LLC www.cpd-associates.com
Questo report è disponibile per tutti i nostri sottoscrittori, per gentile concessione del programma di ricerca
Design Creation and Validation. Per informazioni sul programma, contattare cust_service@cpd-associates.com.

Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge
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VELOCITY SERIES
FIGURA 1
VELOCITY SERIES
Solid Edge è integrato nella suite VELOCITY SERIES di Siemens PLM
Software, un portafoglio di soluzioni preconfigurate per la progettazione, l'analisi,
la produzione e la gestione dei dati, destinate a soddisfare le esigenze delle
aziende di produzione di piccola e media taglia. Questo mercato di dimensioni
medie può includere società dotate di uno staff IT ridotto o non esistente, che
devono affrontare la transizione dalla progettazione 2D a quella completamente
3D, con un numero di processi documentati piuttosto limitato o inesistente.
Tali società sono inoltre prive di risorse per la formazione e la riprogettazione
e devono ridurre costantemente i rischi e mantenere basso il costo di gestione
dei macchinari per rimanere competitive. In un periodo di crisi economica come
quello attuale, l'adozione di questa piattaforma può essere determinante per
garantire la sopravvivenza di una società.
VELOCITY SERIES (Figura 1) offre:
SOLID EDGE per la creazione di modelli di prodotto
FEMAP per la modellazione FEA (Finite Element Analysis)
CAM EXPRESS per i macchinari di produzione con soluzioni per la
programmazione NC
TEAMCENTER EXPRESS per una soluzione cPDM integrata e preconfigurata
Per gentile concessione di Siemens PLM Software
VELOCITY SERIES di Siemens include soluzioni modulari, integrate
e preconfigurate in base alle best practice del settore, in modo da consentire ai
clienti di selezionare solo i prodotti necessari per la propria attività. Le soluzioni
si basano tutte su piattaforme Microsoft native per ridurre i costi totali di gestione
e garantire semplicità d'uso.
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MODELLAZIONE SOLID EDGE
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Solid Edge with synchronous technology ha introdotto nella creazione
progettuale uno dei più significativi elementi di innovazione del CAD historyfree.
Molti utenti del settore PLM erano scettici quando la tecnologia sincrona
è stata introdotta per la prima volta nel 2008. Nello stesso anno i membri
CPDA hanno condotto un'analisi tecnica dettagliata che ne ha anticipato
il successo. Attualmente, i vantaggi dichiarati dagli utenti della tecnologia
confermano la veridicità della valutazione di CPDA.
In un'intervista, Scott Christensen fondatore di Summit Tool Design
(www.summitsedge.com), Rockford, Illinois, afferma: "Senza alcun dubbio, Solid
Edge with synchronous technology si è rivelato molto vantaggioso soprattutto
nella gestione di dati CAD creati in altri sistemi." Scott descrive un esempio di
importazione di un modello CAD nativo di un'applicazione concorrente come un
"singolo corpo solido privo di elementi di intelligenza quali feature o disegni che
possano essere facilmente modificati e trasformati in altri componenti." Sostiene
inoltre che "Grazie a questa tecnologia sincrona history-free, i file presentano
dimensioni ridotte, possono essere aperti e salvati più velocemente, vengono
ricalcolati più rapidamente rispetto ai file history-based che sono di dimensioni
maggiori e pertanto è possibile ottenere un notevole risparmio di tempo."
Opinioni simili sono state espresse da Cory Goulden, CAD Administrator presso
National Steel Car (www.steelcar.com). Cory racconta: "Quando abbiamo sentito
parlare per la prima volta della tecnologia sincrona di Siemens PLM Software,
eravamo preoccupati e speravamo che i nostri investimenti nella progettazione
tradizionale non fossero rimpiazzati." Dopo aver osservato la nuova interfaccia
utente, Cory dice: "Abbiamo imparato a creare le parti iniziali con la tecnologia
sincrona in una sola settimana. Dopo un mese eravamo sicuri dei vantaggi che
avrebbe offerto a National Steel Car." Cory descrive l'esempio di "un modello
di un fornitore esterno che doveva essere modificato. Nella versione V20
precedente di Solid Edge, erano necessarie ore perché dovevamo eliminare le
estremità del modello e ricrearle. Grazie a Solid Edge e alla tecnologia sincrona,
abbiamo esportato e successivamente reimportato in formato Parasolid,
modificando il modello in meno di cinque minuti."
CPDA considera i commenti degli utenti come una conferma che la tecnologia
sincrona rappresenti un valido approccio alla modellazione. Ci sono ottime
possibilità che questa tecnologia possa essere sviluppata ulteriormente, fino
a reinventare l'approccio stesso alla progettazione.
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FIGURA 2
Importazione di un
disegno 2D
MODELLAZIONE DELLE PARTI E DEGLI ASSIEMI
La modellazione delle parti e degli assiemi di base rappresenta l'elemento
principale di CAD. L'implementazione della tecnologia sincrona di Siemens viene
applicata a tutto il processo di progettazione. Sebbene a prima vista si possa
pensare che tale tecnologia sia incentrata unicamente sulle operazioni di modifica
dei progetti, è sufficiente osservare attentamente la procedura di creazione di un
tipico progettista CAD per cambiare idea. Questa procedura comporta spesso
il disegno iniziale di una forma, seguito da operazioni di trascinamento
e riposizionamento o da un aggiornamento delle dimensioni di controllo, ovvero
due operazioni di modifica.
In questa versione di Solid Edge, Siemens espande alcune importanti operazioni
di progettazione per le attività di creazione e modifica, concentrandosi in modo
particolare sugli utenti che provengono da un ambiente 2D e su quelli abituati
a utilizzare sistemi di modellazione espliciti e 3D history-based. Nella versione
sono state introdotte nuove feature procedurali di modellazione, nonché la
possibilità di apportare modifiche al disegno sottostante di una feature
procedurale. Solid Edge consente inoltre di convertire le quote non intelligenti
dei disegni 2D in quote parametriche di modelli 3D e supporta un nuovo
approccio all'interfaccia utente per le modifiche 3D mediante sezioni trasversali
di modelli 2D, analogamente ad altre implementazioni largamente diffuse nella
comunità CAD.
MIGRAZIONE DI QUOTE DI DISEGNI 2D IN 3D
Un'attività che i progettisti in genere eseguono ripetutamente in un'azienda di
medie dimensioni è l'importazione di un disegno 2D generato in un'applicazione
concorrente quale AutoCAD, da utilizzare successivamente come base per la
creazione di un modello 3D.
Per semplificare questo
processo, in Solid Edge sono
disponibili diversi strumenti
altamente produttivi.
Utilizzando strumenti
sofisticati, l'utente importa
prima un disegno 2D in Solid
Edge (Figura 2). I formati di
disegno supportati sono
numerosi, ad esempio DXF,
AutoCAD, ME10 e altri.
Per gentile concessione di Siemens PLM Software
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FIGURA 3
Creazione 3D in
due disegni 2D
FIGURA 4
L'estrusione
converte
automaticamente le quote
visive 2D in quote
parametriche 3D
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Quando il disegno viene visualizzato in Solid Edge, l'utente può richiamare un
comando di creazione 3D e scegliere le viste e le quote desiderate da copiare
successivamente in disegni 3D, come illustrato nella Figura 3. Osservare che tutte
le quote del disegno 2D rappresentano quote non intelligenti, ovvero semplici
oggetti visivi, e sono visualizzate in rosso.
Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software
Come mostrato nella figura precedente, in un modello di disegno 3D l'utente può
selezionare un'area 2D delimitata da un esagono e un cerchio interni ed estruderla
verso l'alto.
Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software
L'utente termina il trascinamento della forma estrusa in corrispondenza di un
punto di snap in un disegno. In questo esempio, l'altezza del punto di snap viene
determinata rilasciando il mouse accanto al contorno della linea al quale punta
l'annotazione nella Figura 4, sebbene il punto di snap effettivo sia l'elemento
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FIGURA 5
Estrusione finale per
completare il solido 3D
FIGURA 6
La tecnologia sincrona
mantiene bloccata la
quota durante la modifica
del modello
topologicamente più vicino. In questo caso, si tratta di un vertice dell'esagono.
Quando l'utente termina l'operazione di estrusione, le quote non intelligenti
diventano immediatamente quote parametriche 3D intelligenti, come illustrato
in blu.
Nella Figura 5 viene mostrato il solido 3D completo con un'estrusione della
forma di base. Osservare che tutte le quote visive 2D sono ora quote
parametriche 3D.
Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software
È a questo punto che entra in gioco la potenza della tecnologia sincrona. Come
illustrato nella Figura 6 in basso, l'utente può bloccare una quota, indicata in
rosso, per l'altezza del cilindro superiore e modificare un'altra quota parametrica
3D come indicato dalla visualizzazione di una casella di testo per l'immissione del
relativo valore.
Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software
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FIGURA 7
Sezioni in
tempo reale
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Mentre la quota parametrica per l'altezza del cilindro inferiore cambia, il cilindro
superiore rimane bloccato con la quota a un'altezza costante di 27,4. Creare questo
livello di controllo in uno strumento di modellazione history-based sarebbe molto
difficile, se non addirittura impossibile.
SEZIONI IN TEMPO REALE PER LA MODIFICA MEDIANTE SEZIONI
TRASVERSALI 2D
In questa versione di Solid Edge, Siemens ha introdotto un nuovo approccio
utente per l'interfaccia che consente di modificare i modelli solidi mediante
modifiche dirette a una sezione trasversale 2D del modello 3D. Questo approccio
generale è sempre più apprezzato nella comunità CAD grazie alla sua semplicità
d'uso e all'intuitività riscontrata dagli utenti CAD abituati a lavorare con CAD
2D. SEZIONI IN TEMPO REALE sono sezioni trasversali 2D che possono
essere tagliate in qualsiasi punto di una parte 3D. Gli utenti possono trascinare gli
elementi 2D in nuove posizioni o modificarli mediante controlli dimensionali.
Nella Figura 7 viene aggiunta una sezione dai punti centrali dei fori di montaggio
e del perno di banco principale.
Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software
Quando l'utente sposta la parte superiore del cilindro inferiore verso l'alto
utilizzando il riquadro del valore di una quota parametrica, il cilindro superiore si
sposta simultaneamente, mantenendo un'altezza fissa pari a 85, indicata in rosso
come quota bloccata.
Tali modifiche non sono possibili in un'applicazione CAD history-based. L'utente
dovrebbe innanzitutto esaminare l'evoluzione cronologica del modello e stabilire
sulla base di questa dove applicare una modifica per poter adattare il solido alle
proprie esigenze. In questa versione di Solid Edge, la tecnologia sincrona
consente all'utente di tagliare una sezione trasversale in qualsiasi momento e in
qualsiasi punto del solido, applicare una quota e cambiarne il valore per apportare
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FIGURA 8
Modifica di una feature
procedurale basata
su disegno:
selezione della feature
una modifica. Grazie alla tecnologia sincrona, l'utente può in realtà "dimensionare
il progetto" adattandolo in tempo reale, anziché applicare modifiche solo in
posizioni limitate e specifiche consentite dalla cronologia incorporata.
FEATURE PROCEDURALI BASATE SU DISEGNI
Nella versione iniziale della tecnologia sincrona del 2008 sono state introdotte le
FEATURE PROCEDURALI. Questo tipo di feature è stato specificamente
progettato per funzionare in un sistema in cui non vengono applicate soluzioni
ordinate. In realtà, una feature deve essere in grado di rigenerarsi per poter essere
definita feature procedurale. La versione di Solid Edge with synchronous
technology 2 consente ora di modificare le feature procedurali agendo sui relativi
disegni di definizione. Tale versione supporta inoltre ulteriori forme geometriche,
come l'elica.
Nell'esempio seguente, la paletta della ventola definita da un disegno elicoidale
viene modificata agendo sulla geometria del disegno. Grazie alla tecnologia
sincrona, la paletta viene aggiornata, insieme alle sue copie in serie, senza forzare
una rigenerazione di tutta la geometria dipendente nel modello.
Per gentile concessione di Siemens PLM Software
Nelle due figure riportate di seguito, viene illustrata la modifica del disegno (elica)
che definisce la feature a sinistra, seguita dalla geometria della feature rigenerata
a destra.
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FIGURA 9 (L)
Modifica di una feature
procedurale basata
su disegno:
modifiche del disegno
FIGURA 10 (R)
Modifica di una feature
procedurale basata
su disegno: viene
rigenerata solo la feature
con le relative copie
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PROGETTAZIONE DI COMPONENTI IN LAMIERA
Questa versione software incorpora l'estensione della tecnologia sincrona
all'applicazione di sviluppo lamiere Solid Edge. L'integrazione di questi due
elementi, ovvero la tecnologia sincrona con la sua capacità di individuare
dipendenze per limitare la necessità di una rigenerazione del modello sottoposto
a modifica e l'applicazione intelligente per lo sviluppo lamiere, in cui le modifiche
vengono estese automaticamente per poter apportare ulteriori modifiche come
la piegatura della faccia di un modello contestualmente all'introduzione di una
nuova topologia di rilievo delle pieghe, potrebbe sembrare inizialmente una
contraddizione. Nella prima versione, Siemens ha rimandato l'integrazione della
tecnologia sincrona per poterne esplorare tutte le minime implicazioni per
i componenti in lamiera. La comprensione di tali implicazioni nell'ambiente di
progettazione e la relativa risoluzione hanno dimostrato che questa tecnologia
può rappresentare un approccio alla progettazione sostenibile anche in
un'applicazione di modellazione complessa.
PARADIGMA DI INTERAZIONE DIRETTA
Siemens PLM Software ha sviluppato l'applicazione per lo sviluppo di lamiere
Solid Edge utilizzando un paradigma di interazione diretta grazie al quale gli
utenti possono utilizzare direttamente gli strumenti di manipolazione, anziché
richiamare comandi, per creare e modificare i modelli. Un utente può ad esempio
trascinare un'area 2D di un disegno all'interno della parte. Può selezionare
e trascinare aree di lamiere per ottenere alette o angoli. Nella Figura 11 viene
illustrata una parte in lamiera moderatamente complessa, generata creando
innanzitutto un disegno a forma di E. In Solid Edge i disegni chiusi diventano
automaticamente aree. L'utente ha quindi trascinato l'area in una parte in lamiera
simile a una piastra piatta. La parte completa è stata realizzata selezionando gli
spigoli e trascinandoli fino a formare otto flange con un semplice trascinamento
del mouse.
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FIGURA 11
Componente in lamiera
generato mediante la
manipolazione diretta
della geometria
FIGURA 12
Le regole in tempo reale
riconoscono le facce
collineari
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REGOLE IN TEMPO REALE
La funzionalità Regole in tempo reale di Synchronous Technology consente di
riconoscere la necessità di conservare la condizione geometrica di facce tangenti,
concentriche e collineari e così via. Di conseguenza, i modelli in lamiera di Solid
Edge non devono essere vincolati in modo esplicito per ottenere modifiche
prevedibili e controllabili. La modifica illustrata nella Figura 12 può essere
eseguita semplicemente trascinando la faccia della flangia o la faccia posteriore
dello spessore, in quanto il sistema aggiunge automaticamente le facce collineari
alla selezione. La tecnologia sincrona aggiunge pertanto un ulteriore elemento
all'intelligenza complessiva della progettazione di componenti in lamiera.
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SOLID EDGE SIMULATION
FIGURA 13
Soluzioni FEA
Velocity Series
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Per l'analisi FEA (Finite Element Analysis), Siemens PLM Software ha introdotto
una nuova applicazione incorporata di medio livello, Solid Edge Simulation,
in grado di espandere il portafoglio scalabile di soluzioni FEA a tre livelli di
funzionalità, a seconda dei requisiti specifici dell'utente finale (Figura 13). La
nuova soluzione ribadisce l'importanza di una soluzione incorporata all'interno
dell'applicazione CAD, già stabilita con la soluzione di base esistente Solid Edge
Simulation Express. Una funzionalità FEA incorporata favorisce un uso più
esteso della simulazione grazie alla presentazione di un'interfaccia utente Solid
Edge familiare. Semplifica inoltre il tipico ciclo iterativo di creazione modelloanalisi,
in cui è possibile apportare modifiche al modello in base ai risultati di
un'analisi e successivamente rianalizzare il modello aggiornato.
La soluzione Solid Edge Simulation basata sulla tecnologia FEMAP
e sull'integrazione con il solutore standard NX NASTRAN di Siemens espande la
soluzione standard Solid Edge Simulation Express grazie all'aggiunta dei seguenti
elementi:
Supporto per la validazione degli assiemi
Numerosi casi di studio
Definizioni complete di carichi e vincoli
Controllo delle mesh completo
Soluzioni statiche, modali e di buckling
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FIGURA 14
Ciclo iterativo di
creazione modello-analisi
SOLID EDGE INSIGHT
La tecnologia sincrona gioca un ruolo indiretto molto importante anche nel
semplificare la modifica dei modelli rispetto a una tipica applicazione CAD
history-based. Durante il ciclo iterativo di creazione modello-analisi, è possibile
modificare più rapidamente il modello senza ordine. Inoltre viene eseguito un
aggiornamento associativo, i carichi e i vincoli applicati vengono mantenuti
durante il processo di modifica del modello e gli affinamenti delle mesh vengono
aggiornati in base alla geometria del modello modificata, offrendo una migliore
qualità e una consegna più rapida del prodotto (Figura 14).
Immagini di base per gentile concessione di Siemens PLM Software
L'applicazione Solid Edge include l'opzione PDM di base Insight, ovvero una
delle tre soluzioni scalabili offerte da Siemens per Velocity Series (Figura 15).
Sin dalla sua introduzione nel 2001, Insight è sempre stato basato sulla tecnologia
di Microsoft SharePoint. Con questa versione di Solid Edge, Insight è stato
aggiornato con le ultime novità Microsoft.
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FIGURA 15
Soluzioni PDM
Velocity Series
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Per gentile concessione di Siemens PLM Software
Insight è particolarmente interessante per il sempre maggiore consenso riscosso da
SharePoint in tutto il settore. SharePoint ha ottenuto un notevole successo a tutti
i livelli aziendali, e in particolare a livello intermedio, registrando un totale di oltre
dieci milioni di licenze.
Gli utenti di Solid Edge Insight che eseguono Windows Server 2008 e Windows
Server 2003 beneficiano dell'integrazione di SharePoint Services nel sistema
operativo. In realtà, gli utenti di Solid Edge dispongono già della tecnologia.
Possono integrare Microsoft Office SharePoint Server per qualsiasi servizio
aggiuntivo necessario, ad esempio gestione dei contenuti, servizio di ricerca
avanzato, moduli e business intelligence. Inoltre, se la società dell'utente dispone
di un'organizzazione IT, è molto probabile che lo staff IT abbia familiarità con
SharePoint.
Con Insight gli utenti possono usufruire, senza alcun overhead aggiuntivo, di una
soluzione per la gestione dei dati perfettamente integrata e orientarsi tuttavia a una
crescita graduale della soluzione Teamcenter Express di Siemens e della soluzione
Teamcenter completa per seguire l'espansione delle proprie attività commerciali e la
crescita delle esigenze.
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RIEPILOGO E OPINIONE
Siemens PLM Software continua a espandere l'applicazione di authoring delle
progettazioni Solid Edge, rendendo sempre più evidente la progressiva
evoluzione e maturazione della tecnologia sincrona. La versione corrente, SOLID
EDGE WITH SYNCHRONOUS TECHNOLOGY 2, include numerosi segnali di
questa evoluzione rapida e sorprendente. Le feature procedurali aggiuntive,
la possibilità di apportare modifiche al disegno sottostante di una feature
procedurale, nonché il nuovo approccio all'interfaccia utente per la modifica
in 3D mediante sezioni trasversali di modelli 2D sono tutti elementi che
contribuiscono a questa crescita.
Tuttavia, CPDA è particolarmente interessato alla possibilità di integrare la
tecnologia sincrona con l'intelligenza dell'applicazione per lo sviluppo lamiere
Solid Edge. La tendenza verso lo sviluppo di applicazioni di modellazione sempre
più intelligenti che garantiscano una maggiore produttività dovrebbe essere chiara
a tutti i membri del settore CAD. Siemens PLM Software dovrebbe ritenersi
soddisfatta nel constatare che la tecnologia sincrona favorisce tale evoluzione
giocando un ruolo da leader.
Grazie alla possibilità di utilizzare l'applicazione Solid Edge centrale con gli
strumenti per la simulazione e la produzione inclusi nel portafoglio di prodotti
Velocity Series, Siemens PLM Software offre agli utenti una soluzione completa
e all'avanguardia per lo sviluppo dei prodotti. Per offrire una tecnologia leader
del settore per la gestione dei dati dei prodotti, Siemens supporta un gruppo
di opzioni a tre livelli, dalla soluzione Solid Edge Insight dedicata (basata su
Microsoft SharePoint) ai prodotti completi Teamcenter di Siemens in grado di
adattarsi alle esigenze dei clienti. Complessivamente, Siemens PLM Software ha
raggiunto l'obiettivo supplementare di offrire ai propri clienti le risposte migliori
alle sfide con le quali devono confrontarsi.
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