Googlování ve 3D

Tags: Geolus | googlování | Industry | PDM PLM | Siemens | vyhledávání

Sloveso „googlovat" (či goolit nebo gůglit) se ještě v českém slovníku nevyskytuje, nicméně v Oxford English Dictionary se sloveso „to Google" již objevilo a je vyloženo jako „použít vyhledávače Google pro získání informací na world wide webu". Předpokládám, že v blízké době se bude jeho ekvivalent nacházet i v českém výkladovém slovníku spisovné češtiny, neboť se toto, zatím slangové, sloveso v běžné mluvě používá. Úspěch vyhledávače, který je za nově vznikajícím slovesem ukryt, je založen na principech jednoduchého a rychlého vyhledávání. Algoritmy tohoto vyhledávání jsou patentově chráněny a jsou střeženy jako zlaté vejce, neboť rychlost vyhledávání a nacházení informací se dnes stává alfou a omegou úspěchu.

Ve světě, kde každý den vznikne 5 exabytů (5x10¹⁸) dat je komfortní a rychlý vyhledávací nástroj nutností a bez něj bychom byli v záplavě informací doslova ztraceni. Opět předpokládám, že i vy používáte nějaký vyhledávač při práci s webovým obsahem, či při práci s vašimi dokumenty použijete občas nástroj Find/Najít a zkrátíte si tak čas nutný k vyhledání potřebné informace.

Výše uvedenými způsoby vyhledávání je však možné vyhledávat informace pouze v alfanumerickém tvaru, což může být v určitých oblastech značné omezení. Konkrétně se společně podívejme na problematiku vyhledávání dat, vzniklých ve virtuálním 3D prostředí. Jedná se například, dnes již standardně, o vývojová data mechanických konstrukcí. Tato data dnes vznikají ve virtuálním prostoru CAD systémů a reprezentují přesný tvar dílu. Zároveň mohou nést tato data tzv. metadata ve formě atributů. Díky těmto atributům je možné se dnes v datech orientovat pomocí standardních vyhledávacích nástrojů – můžeme vyhledávat pomocí názvu součásti, pomocí tvarového čísla, materiálu apod. Při použití tohoto způsobu vyhledávání však brzy narazíme na jeho limity – někdo součást nazve jinak než předpokládáme, naimportují se data z jiného zdroje, používajícího jiná pravidla atd. Na podobná omezení narazíme i při použití klasifikace. Proč tomu tak je, je nasnadě – vyhledávání probíhá na základě zástupných informací, nikoliv na základě informace, která je pro díl jedinečná, a tou je tvar dílu ve 3D prostředí.

Schopnost vyhledávat tvarovou podobnost je komplexní záležitost vyhodnocující geometrii na základě shody několika porovnávacích kritérií, a proto algoritmy pro vyhledávání tvarové podobnosti jsou matematicky poměrně složité. Díky této složitosti není zatím tvarových vyhledávačů mnoho. Jedním z mála a historicky prvním je vyhledávač Geolus Search společnosti Siemens PLM, který bych rád na dalších řádkách představil blíže.

Vyhledávač tvarové shody – Geolus Shape Search je databázový nástroj, jehož technologický základ tvoří samostatná indexovaná Geolus databáze. Takto zvolená architektura má několik východ. První z nich je univerzálnost, díky níž je možné databázi Geolus postavit jak na datech nativního prostředí OS, tak i nad libovolným databázovým prostředím. Druhou výhodou samostatné Geolus databáze je jednostrannost zaměření, kdy je určena pouze pro účel vyhledávání, které je tak velmi rychlé. Vyhledávač dokáže nabídnout výsledky vyhledávání z databáze obsahující statisíce dílů během několika jednotek vteřin. Do třetice je výhoda samostatné databáze v tom, že je možné vyhledávání integrovat v různých aplikacích, neboť „Máte-li informaci o tvarové podobnosti, otevírá se vám svět možností, jak s ní naložit."

Tvarové vyhledávání pro konstrukci

Při konstrukci dílu je možné využít informaci o tvarové podobnosti pro nalezení třeba i komplexního dílu z jednoduchého náčrtu. Výsledek nám umožní v nejlepším případě najít díl shodný, který je možné použít přímo pro konstrukci. Avšak, i kdyby nebyl v databázi nalezen díl shodný, je velkou výhodou najít díl podobný požadovanému. Požadovaný tvar tak můžeme získat pouhou úpravou dílu existujícího. Pomocí tohoto přístupu je možné též využít již existující data a pomocí pákového efektu urychlit konstrukci dílu, neboť již budou existovat data výkresu, NC programu, CMM programu, MKP modelu, které je možné opětovně použít a případně pouze upravit na nové podmínky, ale není nutné je vytvářet znovu. Věřím, že z výše uvedeného stručného popisu je patrné, jak rapidně je možné pomocí opětovného využití již existujících dat zvýšit produktivitu konstrukčního oddělení. Nezanedbatelným efektem tohoto přístupu je standardizace dat a navazujících procesů.

Pro tvarové vyhledávání pomocí Geolus Search je možné využít několik přístupů:

• Integrovaný vyhledávač přímo v prostředí CAD aplikace, nebo
• integrovaný vyhledávač v prostředí PLM/PDM klienta, či
• tenkého klienta databáze Geolus

Tvarové vyhledávání pro nákup

Standardizace hraje v oblasti konstrukce velmi důležitou roli a je možné díky ní ušetřit nemalé náklady. Nicméně ve valné většině větších společností nemá a ani nemůže mít konstruktér k dispozici veškeré potřebné informace, neboť portfolio výrobků může být širší než konstruktérova znalost. Kde tedy možnosti standardizace hledat? Logická úvaha nás přivede do oddělení nákupu. Zde leží potřebné informace o tom, kdo a za jakých podmínek dodává díly pro výrobu. Bohužel, dnešní praxe je taková, že při uvedení nového výrobku na trh je z konstrukce převzat do nákupu kusovník a nákupčí vybírá dodavatele na základě svých znalostí, které však mohou být omezené, jako jsou znalosti konstruktéra. Díky souhře okolností se často stává, že jeden díl dodává do společnosti více dodavatelů, jelikož ani jeden z článků řetězce od konstrukce po nákup neměl potřebnou informaci o podobnosti dílů.

Druhým a daleko častějším příkladem může být díl podobný, který by mohl být od již existujícího dílu odvozen. Nemá-li nákupčí potřebnou informaci, objedná díl u jiného dodavatele, který do ceny promítne i zcela novou technologii, kupříkladu cenu nové formy. Kdyby nákupčí potřebnou informaci měl, mohl by pouhou modifikací stávající technologie, formy, získat díl a ušetřit náklady na technologii. Ba co víc, díky navýšení odběrů by mohl s dodavatelem vyjednat nižší cenu.

Ve výše uvedených příkladech stále mluvím o nějaké informaci, avšak otázkou je, jaká konkrétní informace mi umožní eliminovat výše zmíněné chyby? Odpovědí je, že požadovaná informace je tvarová podobnost. Bude-li mít nákupčí k dispozici informaci o tvarové podobnosti dílů, otevírá se mu nová úroveň možností vyjednat s dodavateli ty nejlepší podmínky.

Nutno podotknout, že nákupčí není konstruktér, a proto je nutné mu nabídnout jednoduše použitelný nástroj, šitý na míru jeho potřebám. Vyhledávač Geolus Search je pro tyto potřeby vybaven tenkým klientem, založeným na webové aplikaci. Díky tomuto nástroji dostává nákupčí přehlednou a rychlou možnost vyhledat v konstrukční databázi tvarově podobné díly během vteřiny, prohlédnout si jejich tvar a přehledně zjistit požadované informace o dodavatelích, o cenách...

Tvarové vyhledávání pro hledání úspor

Není sporu, že pomocí standardizace je možné uspořit nemalé prostředky. Jak jste ale schopni zjistit, že se ve vaší společnosti používají stejné součástky pod jinými materiálovými čísly? Toto se může jednoduše stát po převzetí výroby, či po akvizici, či prostou lidskou chybou.

Možnost identifikovat tvarově stejné díly otevírá snadnou možnost, jak analyzovat databázi používaných dílů, vyhledat duplicity a následně pomocí standardizace optimalizovat výrobu a zásoby.

Pro takto koncipované projekty je opět možné použít „pouze" tenkého klienta, který opět nebude požadovat po uživateli žádné speciální vědomosti v oblastech CAD či PLM.

Tvarové vyhledávání pro simulace

Spojení tvarového vyhledávání s prostředím výpočtů a simulací chování ve virtuálním prostředí není na první pohled zcela zřejmé, ale i v této oblasti nám umožňuje, díky tvarové podobnosti, usnadnit a urychlit práci.

V dnešní době se často stává, že oblast konstrukce a oblast výpočtů jsou oblasti ne zcela integrované a verzování konstrukčních CADů často ne zcela odpovídá výpočtovým CAE modelům. Díky tomu je často složité dohledat, co, jak či proč bylo simulováno a s jakými výsledky.

Díky faktu, že tvarový vyhledávač Geolus Search je schopen pracovat i s daty obsahujícími simulace, umožňuje nám na základě shody tvaru obousměrně vyhledat a spojit diskrétní konstrukční a výpočtářská data.

Zároveň je možné tuto schopnost použít pro urychlení práce pomocí pákového efektu již existujících dat. Tak je možné na základě tvarové podobnosti vyhledat a následně pouze upravit na nové podmínky, vyhneme se tedy nové tvorbě celých výpočtových modelů.

Pro tuto aplikaci tvarového vyhledávání je možné použít všechny klienty tvarového vyhledávání, jak klienta integrovaného, tak i tenkého.

Vzhledem k možnostem a jednoduchosti použití tvarového vyhledávače Geolus Search, je skutečně možné jej nazvat nástrojem pro „Googlování ve 3D", což samo o sobě je (v anglickém jazyce již dnes je, doufejme, že v českém jazyce již brzy bude) synonymem pro jednoduché a rychlé vyhledávání virtuálních 3D modelů.

Autor je Technical Sales Support Engineer ve společnosti Siemens Industry Software.