Anwendungsorientierte Optimierung des neutralen CAD ... AOCD TP… · VDA/ProSTEP AOCD TP1 Report 5 ProSTEP GmbH, 15.05.2000 1 Zusammenfassung Die Optimierung des neutralen CAD-Datenaustauschs

ProSTEP Produktdatentechnologie GmbH

Dolivostraße 1164293 DarmstadtTel.: (06151) 9287-322Fax: (06151) 9287-326

Thomas Fischer

Hans Peter Martin

Michael Endres

Dr. Josip Stjepandic

Otto Trinkhaus

AnwendungsorientierteOptimierung des neutralenCAD-Datenaustausches mitSchwerpunkt Genauigkeit

und ToleranzTeilprojekt1

Abschlußbericht

VDA/ProSTEP AOCD TP1 Report 2

1 Zusammenfassung 5

2 Randbedingungen 62.1 Ausgangssituation 6

2.2 Projektbeschreibung AOCD 6

2.3 Beschreibung des Teilprojekts Pro/ENGINEER-Catia 11

2.4 Systemumgebung der Partner 13

2.5 Anwendungsszenarien 14

2.6 Untersuchungsumfang 15

2.7 Prüfablauf 17

3 Ergebnisse der Fehleranalyse 193.1 Auswertung der Testläufe 19

3.2 Fehlerklassifikation 33

3.3 Datenexpansion bei der Übertragung nach Catia 39

4 Fehlerbehebung 464.1 Systemeinstellungen, Auswahl geeigneter Genauigkeiten 46

4.2 Rückmeldung der Vendoren 50

4.3 Korrektur konstruktiver Modellfehler 54

4.4 Optimierung der DMU-Prozeßkette 61

5 Auswertung der Korrekturmaßnahmen 735.1 Auswertung der Testläufe 73

5.2 Statistische Auswertung 79

5.3 Gesamtbewertung 82

5.4 Bewertung der Prüfwerkzeuge 84

6 Weitere Vorgehensweise 926.1 Einführung der im Projekt gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse 92

6.2 Verbesserung der Modellierungsfunktionen in den CAD-Systemen 93

6.3 Beseitigung restlicher Prozessorfehler 93

6.4 Verbesserung vorhandener bzw. Entwicklung weiterer Qualitätschecker 93

6.5 Durchführung analoger Projekte für andere Systempaarungen 94

7 Anhang A 17.1 Einstellung der Prüftools A 1


7.2 Tabelle TRW_1 A 6


7.4 Tabelle Wabco_1 A 8

7.5 Tabelle Wabco_2 A10

7.6 Tabelle ZF_1 A 11


7.8 Prozessorvergleich TRW_1 A 13


7.10 Modellkorrektur TRW A 15

7.11 Modellkorrektur Wabco A 28

7.12 Modellkorrektur ZF A 34

7.13 Modellanalyse Audi A 42

7.14 Mathematische Fehleranalyse A 44

7.15 Prozessor-Kegelproblem A 53

7.16 Prozessor-Hyperbelproblem A 54

7.17 DMU Auswertung A 56

7.18 ‚Kick-off‘ Erwartungen der Projektteilnehmer A 63

7.19 Ausführliche Gliederung A 64



ProSTEP GmbH, 15.05.2000

1 Zusammenfassung

Die Optimierung des neutralen CAD-Datenaustauschs zwischen verschiedenen CAD-Systemen wird seit einigen Jahren durch verschiedenste Gremien und Projekte gefördert.Ein Schwerpunkt in dieser Thematik ist die Definition von erforderlichen Genauigkeiten undToleranzparametern. Hierzu wurden in der Vergangenheit gute theoretische Grundlagen zurVerbesserung geschaffen, die in der Praxis allerdings häufig nicht umsetzbar waren.Das Projekt „Anwendungsorientierte Optimierung des neutralen CAD-Datenaustausches mitSchwerpunkt Genauigkeit und Toleranz (AOCD)“ wurde mit dem Ziel einer substantiellenReduzierung der Fehler (mindestens 50% der im Projekt festgestellten STEP Datenaus-tauschverluste) im neutralen Datenaustausch gestartet. Um dieses Ziel zu erreichen, war esnicht ausreichend nur die Aspekte der Genauigkeit und Toleranzen von CAD- Systemen zuuntersuchen. Die Schwerpunkte wurden zusätzlich erweitert auf die Themen

• Konstruktionsmethodik

• CAD-Systeme und Prozessoren

• CAD-Modellqualität .Die Verwendung produktiver CAD Modelle aus aktiven Anwendungsprojekten und dieintensive Zusammenarbeit mit den Systemherstellern waren unmittelbare Voraussetzung fürden Projekterfolg.Vom VDA Arbeitskreis CAD/CAM wurde der Projektvorschlag beauftragt und genehmigt, dieUntersuchung auf vier große CAD Systeme zur Betrachtung beschränken zu können. DieGewährleistung der Finanzierung des Projekts konnte durch die Definition von systempaar-ungspezifischen Teilprojekten sichergestellt werden. In aktiven Datenaustausch-Partner-schaften, die sich auch an der Projektfinanzierung beteiligten, wurden dann Lösungen zurZielerreichung erarbeitet.Für die Teilnahme am ersten Teilprojekt, das die Kopplung zwischen den Systemen Catiaund Pro/ENGINEER untersuchen sollte, entschieden sich die Firmen BMW, DaimlerChrysler,TRW, Volkswagen/Audi, WABCO und ZF unter der Führung des VDA CAD/CAMArbeitskreises und der fachlichen Begleitung durch ProSTEP ProduktdatentechnologieGmbH.

Im Teilprojekt stellte jede Datenaustauschpartnerschaft eine definierte Anzahl produktiverModelle mit unterschiedlichen Reifegraden zur Analyse zur Verfügung. Die Konvertierungwurde mit den Standard-STEP-Schnittstellenprozessoren der CAD-SystemlieferantenDassault und PTC sowie des Schnittstellenlieferanten Debis ausgeführt. Der bewussteVerzicht auf Anwendung jeder Art von Adaptierungswerkzeugen war eine wesentlicheRandbedingung.

Alle in der Konvertierung erkannten Fehler wurden analysiert und möglichst mit Maßnahmenzur Verbesserung belegt. Zur frühzeitigen Erkennung von Datenaustauschverlusten wurdenzwei wesentliche Prüfkriterien erkannt.

Mit den in diesem Projekt entwickelten Methodiken ist es gelungen, dieDatenaustauschverluste in 33 Modellen auf nur noch 5 fehlerhafte Modelle einzugrenzen.Die restlichen Verluste betreffen Modelle mit sehr komplexen Verrundungen oderimportierten Flächengeometrien. Das zum Projektbeginn definierte Ziel konnte somit deutlichüberschritten werden.

Alle beteiligten Projektpartner erhielten zum Abschluß die Empfehlungen zur Verbesserungihres Konstruktionsprozesses, damit die im Projekt erzielten guten Ergebnisse in dertäglichen Praxis umgesetzt werden können.



2 Randbedingungen

2.1 Ausgangssituation

Der Arbeitskreis CAD/CAM des Verbandes der deutschen Automobilindustrie (VDA) betreibtseit Jahren intensive Aktivitäten auf dem Gebiet des CAD-Datenaustausches. Seit Mitte derneunziger Jahre wurden diese auf die Normung und Implementierung der internationalenISO-Norm 10303 (STEP) fokusiert und mit denen des ProSTEP Verein e.V. gebündelt.

Außderdem wurde von der VDA-Arbeitsgruppe Datenqualität die VDA-Empfehlung 4955„Umfang und Qualität von CAD/CAM-Daten“ erarbeitet, die mittlerweile ein Standardwerküber die Datenqualität von CAD-Modellen geworden ist.

Leistungsfähige STEP-Prozessoren, die Ihre Qualität in den Benchmarks der ProSTEPVereins e.V. sowie zahlreichen Industrieprojekten unter Beweis gestellt haben, sindverfügbar. Die Praxis zeigt jedoch, daß der Datenaustausch von 3D-Modellen noch keinenausreichend prozeßsicheren Stand erreicht hat. So kann heute nicht mit Sicherheitvorausgesagt werden, ob und unter welchen Voraussetzungen der operativeDatenaustausch zwischen zwei bestimmten Systemen verlustfrei ablaufen wird.

Als das schwerwiegendste Problem beim CAD-Datenaustausch hat sich die Definition undInterpretation der Begriffe Genauigkeit und Toleranzen in unterschiedlichen CAD-Systemenherauskristallisiert und somit immer mehr in den Vordergrund gerückt.

Deshalb wurden vom Arbeitskreis CAD/CAM in der Vergangenheit sog. Accuracy-Untersuchungen in Auftrag gegeben:

Accuracy I Allg. Lösungsansätze bzgl. Toleranzen, STEP-Definition undImplementierung

Accuracy II Optimiale Toleranzeinstellungen; synthetische Modelle

Die Ergebnisse dieser Grundsatzuntersuchungen konnten nur teilweise in derDatenaustauschpraxis genutzt werden. Das Projekt AOCD wurde initiiert, um - aufbauendauf den Accuracy-Untersuchungen - die anwendungsgerechte Optimierung des CAD-Datenaustausches auf Basis von STEP zu untersuchen.

2.2 Projektbeschreibung AOCD

2.2.1 Projektdefinition

Vom VDA und interessierten Mitgliedsfirmen wurde das Verbundprojekt„Anwendungsorientierte Optimierung des neutralen CAD-Datenaustausches mitSchwerpunkt Genauigkeit und Toleranz (AOCD)“ aufgelegt und bei der ProSTEPProduktdatentechnologie GmbH im Auftrag gegeben.



Dem Projekt liegen folgende Leitgedanken zugrunde:

● Betrachtung der Konstruktionsmethodik● Verwendung produktiver CAD-Modelle● Referenz zu Anwendungsprojekten● Priorisierung spezifischer Systemkopplungen● Zusammenarbeit mit den Systemanbietern

Man konzentriert sich auf die vier Hauptsysteme der deutschen Automobilindustrie (Catia,IDEAS, Pro/ENGINEER und Unigraphics). Für jede Systempaarung wird je nach Priorität einseparates Teilprojekt aufgelegt.

Das Projektbudget wird zwischen dem VDA und den Mitgliedsfirmen aufgeteilt werden,wobei mit der Grundfinanzierung des VDA der allgemeingültige und mit den Beiträgen derbeteilgten Firmen der jeweils firmenspezifische Projektanteil finanziert wird.

Abbildung 2-1: Geplante Teilprojekte

Für die Umsetzung in jedem Teilprojekt gelten folgende Randbedingungen:

● Es werden innerhalb eines Teilprojekts Datenaustauschpartnerschaften definiert. DieTests finden auf Basis der Installationen der Partner zu einem bestimmten Zeitpunktstatt.

● Die untersuchten CAD-Modelle sind produktive Modelle aus den aktuell laufendenEntwicklungsprojekten. Die Entstehung soll für die Projektbearbeiter transparent sein.

● Als Meßgröße für den Erfolg des Projekts wird die Reduzierung der ursprünglichenDatenaustauschverluste definiert (Anzahl der Flächen).

● Neben Toleranzeinstellung und Systemfehlern wird der Konstruktionsmethodikbesondere Aufmerksamkeit gewidmet.



•Qualitätssicherung amRunden Tisch

•Test Rallys•Benchmarks•Praxisprojekte

Reduzierung der ursprünglichen Datenaustauschverluste bei denbereitgestellten Testmodellen um 50%

(Als Datenaustauschverlust gilt der Anteil der nicht übertragenen Flächen zurGesamtanzahl der Flächen bei einem Solid- oder Flächenmodell)

t

ErfolgreicherDatenaustausch

100 %

AOCD 50%

● Die Systemanbieter sollen von vornherein im Projekt aktiv mitarbeiten● Das untersuchte Datenvolumen soll eine statistisch relevante Größe aufweisen● Die Laufzeit pro Teilprojekt ist ca. 5 Monate● Die vorhandenen Qualitätsrichtlinien wie VDA 4955 und die Prüfprogramme sollen

validiert werden

Die im Rahmen des Projektes nicht gelösten bzw. nicht lösbaren Probleme sollen an dieturnusmäßig tagenden Gremien wie des CAX Implementors Forum der PDES Inc. und desProSTEP Vereins e.V. zur weiteren Verfolgung übergeben werden.

2.2.2 Ziele/Aufgaben

Als Ziel wurde die Reduzierung der ursprünglichen Datenaustauschverluste um 50 %definiert.

Abbildung 2-2: Zieldefinition des Projektes



Wesentliche Aufgaben zeigt der Meilensteinplan:

Abbildung 2-3: Meilensteinplan

2.2.3 Projektorganisation

Vom Arbeitskreis CAD/CAM wurde folgende Projektorganisation verabschiedet: alszentrales, für das ganze Projekt verantwortliches Gremium wurde der Projektsteuerkreis(PSK) festgelegt. Er setzt sich aus dem Gesamtprojektleiter und den Leitern der Teilprojektezusammen. Der PSK trägt die Verantwortung für das Projektbudget und berichtet regelmäßigan den Arbeitskreis CAD/CAM des VDA, dem Reviewboard, in jeder seiner Sitzungen.

Einzelnen Teilprojekten steht jeweils ein Projektleiter vor, der die Entscheidungen inAbstimmung mit den Projektpartnern trifft. Die Teilprojekte werden durch ihre Projektleiter imPSK vertreten.

Die Projektkoordination wird von ProSTEP wahrgenommen. Über das Projekt wurde eineGeschäftsordnung verabschiedet.

Die Projektorganisation ist im folgenden Bild veranschaulicht:

• Definitions - und Modellierungsphase– Beschreibung des Anwendungs -Szenarios / Prozeßbeschreibung und Prüftools– Modellsammlung

• Konvertierung und Analyse– Überprüfung der Modelle nach Qualitätskriterien– Durchführung der Konvertierung– Identifikation, Analyse und Klassifizierung der Problemzonen– Abstimmung mit Systemanbietern

• Lösungsfindung und Problembehebung– Korrekturen durch Nacharbeit an den Modell-Problemzonen– Korrekturen durch Veränderung von System- und Prozessoreinstellungen– Korrekturen durch Veränderung der Modellgenauigkeit– Analyse der nicht korrigierbaren Modell-Fehler

• Auswertung und Dokumentation

� Empfehlungen zur Vermeidung von nicht korrigierbaren Fehlern

� Dokumentation und Abstimmung mit den Systemanbietern



Abbildung 2-4: Projektorganisation

Die Aufgaben sind folgendermaßen verteilt:

Der Projektsteuerkreis (PSK) ist für● Sicherstellung Ergebnisse und der Meilensteine des AOCD Projekts mit seinen

Teilprojekten● Abstimmung der Teilprojekte (z.B. Lessons learned aus zeitlich vorangegangenen

Teilprojekten)● Beauftragung der Auftragnehmer und Abnahme der Leistungen● Vermarktung der Ergebnisse● Controlling des Budgets

verantwortlich. Hierüber berichtet der Gesamtprojektleiter im VDA CAD/CAM AK.

Das Teilprojekt (TP) ist für● die Feinplanung der Aufgaben des Teilprojekts● die Auswahl der Konstruktionsdienstleister

verantwortlich. Der Teilprojektleiter berichtet hierüber im PSK.

Die ProSTEP GmbH ist für die Projektkoordination zuständig. Sie ist verantwortlich für● die treuhänderische Verwaltung des Budgets für den Projektsteuerkreis● ggfs. Die Unterbeauftragung der Dienstleister und die Abwicklung der

Zahlungsvorgänge● die administrative Unterstützung der PSK- und Teilprojektsitzungen● die Angebots-/Rechnungsstellung an die Projektteilnehmer und den VDA CAD/CAM

AK zu den Teilprojekten



2.2.4 Kostenmodell

Der Kostenverteilung liegt die Annahme zu Grunde, dass ein Anteil der erarbeitetenLösungen allgemeingültig und der Rest anwendungs- und firmenspezifisch ist. Derallgemeingültige Anteil wird vom VDA, der spezifische Anteil von den beteiligten Firmengetragen. Ferner wurde angenommen, dass ein Betrag von ca. 10 TDM pro Teilnehmerfirmanotwendig ist, um den Nachmodellierungsaufwand bei den fehlerhaften Modellen zu tragen.

Grundfinanzierung des VDA: 130 TDMBetrag OEM: 40 TDM (jeweils)Betrag Zulieferer: 30 TDM (gekürzt um 10 TDM bei Eigenleistung)

2.3 Beschreibung des Teilprojekts Pro/ENGINEER-Catia

2.3.1 Ziele/Aufgaben

● Die vom Projekt vorgegebenen Ziele wurden vom Teilprojekt bestätigt und teilweisepräzisiert:

● Die Reduzierung der ursprünglichen Datenaustauschverluste um 50% bedeutet, daßmindestens die Hälfte aller nicht übertragenen SOLIDs konvertiert werden müssen.Falls dies in einer Austauschpartnerschaft nicht gelingt, sind zumindest die Anzahl dernicht übertragbaren Flächen um die Hälfte zu verringern.

● Qualitätsprüfprogramme werden als Hilfsmittel für die Vorab-Beurteilung desKonvertierungserfolgs genutzt. Dabei sind die relevanten Kriterien zu verifizieren. Alsprimäres Prüfprogramm wird CAD/IQ verwendet, da es für alle drei Datenformateverfügbar ist.

● Untersuchung der Datenexpansion bei der Übertragung von Pro/ENGINEER nachCatia.

2.3.2 Organisation/Austauschpartnerschaften

Herr Thomas Fischer von BMW München steht als Projektleiter in der Verantwortung für dasgesamte AOCD-Projekt; er leitet den AOCD Projektsteuerkreis.Der Projektleiter für das Teilprojekt 1 ist Herr Hans-Peter Martin von DaimlerChrysler inStuttgart. Er ist in dieser Funktion Mitglied des AOCD Projektsteuerkreises.Die Untersuchungen wurden von der ProSTEP GmbH in Darmstadt durchgeführt. DieProSTEP GmbH wird im Projektsteuerkreis durch Projektleiter Michael Endres und Dr. JosipStjepandic vertreten.

Am Teilprojekt beteiligten Firmen sind:

● TRW Koblenz● WABCO GmbH● ZF Friedrichshafen AG● BMW AG● DaimlerChrysler AG● Volkswagen AG



Name Firma Telefon

Hr. Fischer (PL) BMW AG 089-382-42329Hr. Höflinger DaimlerChrysler AG 0711-1758517Dr. Daberkow DaimlerChrysler AG 0711-1732029Hr. Janz Volkswagen AG 05361-9-20413Hr. Martin (TPL) DaimlerChrysler AG 0711-1753656Hr. Seliger ZF Friedrichshafen AG 07541-77-3408Hr. Schulz WABCO GmbH 0511-9221732Fr. Tischer BMW AG 089-382-47481Hr. Trinkhaus ProSTEP GmbH 06151-9287-359Hr. Zenzen TRW Koblenz 0261-8905-2085

Die beteiligten Unternehmen bildeten zu Beginn sogenannte Austauschpartnerschaften.Diese Partnerschaften sollten die aktuellen Aufgaben und Interessen der beteiligtenUnternehmen wiederspiegeln. Aus den Austauschpartnerschaften sollten die Testdaten fürdie Arbeit im Projekt abgeleitet werden. Gleichzeitig definieren die Partnerschaften dieRandbedingungen für die Testdaten. Alle Konvertierungen von CAD-Daten sollten dievorgegebenen Randbedingungen der beteiligten Unternehmen berücksichtigen. Es sollteinsbesondere keine Zusatzsoftware für die Optimierung der Originalmodelle, der STEP-Dateien und Ergebnismodelle eingesetzt werden.

System Systemlieferant Austausch-richtung

OEM/Hersteller System

Catia ZF-Lemförder <<<< VW/Audi Pro/ETRW-Koblenz >>>> VW/Audi

Pro/E WABCO >>>> DC (LKW) CatiaWABCO >>>> BMWZF-Friedrichshafen >>>> BMWZF-Friedrichshafen >>>> DC (PKW)

2.3.3 Termin/Kosten/Kapazität

Termin:Der Zeitraum von der Kick-off-Veranstaltung bis zur Vorlage der Abschlußdokumentationbetrug 6 Monate.

Kosten:Die Gesamtkosten von 310 TDM teilten sich auf in:

Grundfinanzierung des VDA 130 TDMBetrag je OEM 40 TDMBetrag je Zulieferer 20 TDM (Eigenleistung je 10 TDM)



Kapazität:Die Aufwände der Teilnehmer betrugen im Schnitt 12 Tage. Der Aufwand desTeilprojektleiters betrug 17 Tage.

2.4 Systemumgebung der Partner

Alle Datenkonvertierungen erfolgten ausschließlich mit den Standard STEP-Prozessoren derSystemanbieter. Die nativen CAD-Daten wurden zunächst in ein AP214 konformes STEP-File umgewandelt, bevor sie vom Zielsystem eingelesen wurden.Für Pro/ENGINEER stand die mit dem Interface-Modul gelieferten Prozessoren von PTC zurVerfügung. Für Catia gab es neben dem Prozessor von Dassault Systemes die Möglichkeit,den Prozessor von Debis Systemhaus einzusetzen.

Abbildung 2-5: Datenaustausch mittels neutralen Schnittstellenformates

Die Auswahl der Prozessoren richtete sich nach den von den beteiligten Unternehmengewählten Installationen. Die ersten Konvertierungsversuche sollten sich, auch bei derstatistischen Auswertung der auftretenden Verluste, an den Arbeitsabläufen in denbeteiligten Unternehmen orientieren. Für die Projektpartnerschaften ergaben sich diefolgenden softwaretechnischen Randbedingungen:

TRW-Koblenz: Catia Version 4.20, Model dimension 2000 mmProzessor: Dassault

Wabco: Pro/ENGINEER Version 20, absolute Genauigkeit 0.01 mmProzessor: PTC

ZF-Friedrichshafen: Pro/ENGINEER Version 20, absolute Genauigkeit 0.01 mmProzessor: PTC

ZF-Lemförder: Catia Version 4.20, Model dimension 2000 mmProzessor Dassault

BMW: Catia Version 4.2.0, Model dimension 5000 mmProzzessor: Dassault

DaimlerChrysler: Catia Version 4.2.0, Model dimension 2000 mmProzessor: COMSTEP 3.1.2.1 von Debis



VW/Audi: Pro/ENGINEER Version 20, absolute Genauigkeit 0.01 mmProzessor: PTC

Innerhalb der ProSTEP GmbH erfolgte die Umsetzung der Installationen auf zweiunterschiedlichen Arbeitsplätzen:

SGI, IRIX 6.5 :

● Catia Version 4.2.0 und ComSTEP Schnittstelle 3.1.2.0● Pro/ENGINEER Version 20 Wochenversion 9929● Analysewerkzeug PE-Check für Pro/ENGINEER● Analysewerkzug CAD/IQ + Viewer CAD/IQ für Catia-Daten (CAD/IQ Version 2.1.3)

Intel-PC, WIN NT 4.0:

● Pro/ENGINEER Version 20, Wochenversion 9929● Pro/ENGINEER Version 2000i● Analysewerkzeug CAD/IQ + Viewer CAD/IQ für Pro/ENGINEER Daten und für STEP-

Files (CAD/IQ Version 2.1.3)

Die Catia-Projektumgebungen von DaimlerCrysler und BMW standen beim ProSTEP DESCRechnerverbund zur Verfügung.

Zusätzlich bestand durch die aktuellen Benchmark-Aktivitäten die Möglichkeit, den Dassault-Prozessor der Catia Version 4.2.1 und den Debis-Pozessor COMSTEP 3.1.2.1 zu testen.

2.5 Anwendungsszenarien

Die im Teilprojekt ausgewählten Partnerschaften zeigten, daß im Untersuchungszeitraum derbidirektionale Austausch von 3D-Modellen eine untergeordnete Rolle spielt. Bis auf eineAusnahme wurden alle Daten als Baugruppen vom Systemlieferanten an den OEMversendet, die empfangenen Daten werden zur Einbauuntersuchung in übergeordnetenBaugruppen verwendet.

Abbildung 2-6: Datenlieferung vom Systemlieferant an den OEM

System APre-

Proc.A

System BPost-Proc.

BSTEP

Supplier OEM



2.6 Untersuchungsumfang

2.6.1 Modelltoleranz

Das mathematische Modell moderner CAD-Programme ist weit entwickelt. Berechnungenkönnen bis auf die 16te Stelle hinter dem Komma durchgeführt werden. Diese Genauigkeitgilt zunächt für die Grundgeometrien, die sich aus regelmäßig geformten Körpern aufbauen.Die Verknüpfung und Manipulation der Grundgeometrien führt zu größeren Ungenauigkeitenim CAD-Modell, da alle zugrundeliegenden Operationen mit Rundungsfehlern behaftet sind.

Mit der Modelltoleranz wird eine obere zulässige Grenze innerhalb eines CAD-Modellsdefiniert, um diese Genauigkeitsschwankungen vom Anwender fernzuhalten. Modelltoleranzbedeutet, dass ein CAD-System die Abstände (euklidscher Abstand im 3D–Modell) zwischenbenachbarten Geometrieelementen bis zu einer bestimmten Grenze unterdrückt, d.h., dasCAD-System meldet dem Anwender “Abstand = 0“, solange die tatsächlichen Abweichungenzweier Berandungselemente innerhalb der Modelltoleranz liegen.

Für die obere Grenze der Modelltoleranz verwenden die CAD-Systeme den Begriff derModellgenauigkeit.

Im Idealfall bauen die CAD-Systeme beim Erkennen von Solid-Geometrie auf derAbstandsmessung zwischen Brandungskurven und den dazugehörigen Flächen auf. Wenndie im Ursprungssystem erzeugte Geometrie in den internen Abweichungen die Modell-toleranz überschreitet, sind in einem Zielsystem - das mit gleichen Toleranzen arbeitet -Probleme bei der Verknüpfung der Flächen zu erwarten. Die ‚Solid zu Solid‘ Konvertierungkann aus diesem Grund scheitern.

Beispiel: Ein Würfel wurde in einem Pro/ENGINEER Modell mit der absoluten Genauigkeit0.01 mm erzeugt. Seine Kantenlänge beträgt 100 mm. Der Würfel wurde mit CAD/IQanalysiert um die tatsächlichen Abweichung zwischen benachbarten Flächen festzustellen.Anschließend wurden die Kanten mit einer Standardverrundung versehen und die Analysewurde wiederholt.

Abbildung 2-7: Abweichungen innerhalb der Modelltoleranz

Trimmung

FlächenapproximationRundung R = 10 mm



Für den scharfkantigen Würfel ergibt die Analyse keine Auswertung für den Abstandzwischen benachbarten Flächen, da ein Filter die Resultate unterhalb von 10-16 mmunterdrückt. Beim verrundeten Würfel werden 19 Face/Face Gaps zwischen 10-16 mm und10-14 mm angegeben. Die maximale Abweichung zwischen benachbarten Flächen hat sichum mindestens zwei Zehnerpotenzen verschlechtert, liegt aber noch weit unterhalb derModellgenauigkeit 10-2 mm.

2.6.2 Modellqualität

Die traditionelle Betrachtungsweise von Datenaustauschverlusten konzentriert sich auf dieUntersuchung von geometrisch-topologischen Eigenschaften der CAD-Modelle. Neben dengeometrisch-topologischen Eigenschaften gibt es zwei weitere Qualitätsmerkmale von CAD-Modellen, die den Anwender interessieren:

1. Die Erzeugung von Solid-Geometrie wird in den untersuchten CAD-Systemen durch dieAneinanderreihung von Konstruktionselementen ermöglicht. Die Struktur desresultierenden Modellbaums und die Eindeutigkeit der Verknüpfungen haben Einfluss aufdie Möglichkeiten, die Geometrie zu verändern oder Varianten abzuleiten. Im folgendenwerden diese Eigenschaften unter dem Begriff Modellstruktur zusammengefasst.

2. Die fehlerhafte Verwendung von Konstruktionselementen kann zu Geometrien führen, diemit gebräuchlichen Verfahren nicht herstellbar sind. Als Beispiel dienen extrem scharfeKanten (knife edges) oder unbeabsichtigte Hohlräume in Solids. Diese Elemente könnenzwar gute geometrisch-topologische Eigenschaften haben, sind aber für die Weiter-verarbeitung der Daten meist unerwünscht. Diese Problemzonen werden alsRealitätsprobleme bezeichnet.

Der im Teilprojekt verwendete Qualitätsbegriff umfasst demnach:

Qualitätsmerkmale Primäre Auswirkung

Geometrisch-Topologisch

Datenaustausch mit anderen CAD-Systemen

Modellstruktur Wiederverwertbarkeit im UrsprungssystemRealitätsnähe Herstellbarkeit im Sinne der Fertigung

In der Praxis zeigt sich, dass Datenaustauschverluste bei der ‚Solid zu Solid‘ Konvertierungbevorzugt in sehr komplexen Geometrien auftauchen. Der typische Fall einer Solidgeometriemit Datenaustauschverlusten wird von einer extrem unübersichtlichen Modellstrukturbegleitet und zeigt zusätzlich einige Gestaltungszonen, bei denen die Verknüpfung vonRadien und Formschrägen zu Realitätsproblemen geführt hat.



2.6.3 Systemfehler

Der Begriff Systemfehler steht hier für Problemfälle, deren Ursachen bei den CAD-Systemenoder bei den am Datenaustausch beteiligten Systemkomponenten zu finden sind. AlsBeispiel wäre hier das in Anhang 7.15 beschriebene Prozessor-Kegelproblem zu nennen.In einigen Fällen wurden Probleme der Prozessoren durch die Unterschiede zwischen denÜbertragungsresultaten von COMSTEP-Prozessor und Dassault-Prozessor ermittelt. Das inAnhang 7.16 beschriebene Prozessor-Hyperbelproblem kann als Problem des einlesendenPTC-Prozessors betrachtet werden.

2.6.4 Toleranzeinstellungen

Die in Abschnitt 2.4 beschriebenen Systemeinstellungen legen die Modelltoleranz für jedesbeteiligte Unternehmen fest. Durch Abweichungen der Testdaten von den internenAnforderungen der sendenden Unternehmen ergab sich trotzdem Handlungsbedarf bei derAnpassung der Modelle zu Beginn der Analysephase. Die in dieser Hinsicht problematischenBauteile wurden in den Tabellen 7.2 bis 7.7 gekennzeichnet.In Abschnitt 4.1 wird ein Weg aufgezeigt, mit dem sich die Anpassung der Modelltoleranzdes Sendesystems Catia an das Zielsystems Pro/ENGINEER optimieren lässt.

2.7 Prüfablauf

Der zu Beginn des Projektes geplante Prüfablauf sah die Veränderung der Modelltoleranzals letzte Anpassungsmöglichkeit vor. Wie im nachfolgenden Bild zu sehen ist, sollte dieModelltoleranz erst dann verändert werden, wenn alle anderen Möglichkeiten zur Modell-korrektur ausgeschöpft sind.



Abbildung 2-8: Geplanter Testablauf, Abweichungen werden in Abschnitt 3.2.1 beschrieben



3 Ergebnisse der Fehleranalyse

3.1 Auswertung der Testläufe

3.1.1 TRW Daten für VW/Audi

Die erste Baugruppe von TRW-Koblenz wird in dieser Ausarbeitung mit dem ArbeitstitelTRW_1 versehen.

Abbildung 3-1: Baugruppe TRW_1

Die Austauschpartnerschaft mit VW setzt folgende Randbedingungen:

• STEP-Daten werden mit Dassault-Prozessor 4.2.0 geschrieben

• In Pro/ENGINEER V20 wird eine absolute Genauigkeit von 0.01 mm gefordert

Die erste Konvertierung erfolgt durch den Export des STEP-Files aus der Baugruppe,welches dann in die Pro/ENGINEER Baugruppenstruktur eingelesen wird. Für 10 Bauteileentsteht zunächst kein Solid im Zielsystem.

Die gleichen Übertragungsbedingungen gelten für die zweite Baugruppe TRW_2.

Abbildung 3-2: Baugruppe TRW_2

- System: Catia 4.2.0- Vorderrad-Scheibenbremse- Dateigröße 17.7 MB unkomprimiert- 32 Solids konnten abgeleitet

werden- Genauigkeit 0.02 mm (Modellraum

2 Meter)

- System: Catia 4.2.0- Hinterrad-Scheibenbremse- Dateigröße 13.9 MB unkomprimiert- 26 Solids konnten abgeleitet

werden- Genauigkeit 0.02 mm (Modellraum

2 Meter)



Die Konvertierung der Baugruppe TRW_2 erfolgt durch den Export des STEP-Files, welchesdann in eine Pro/ENGINEER Baugruppe eingelesen wird. Für 7 Bauteile entsteht zunächstkein Solid im Zielsystem.

Anhang 7.2 Tabelle TRW_1 und Anhang 7.3 Tabelle TRW_2 zeigen die Resultate, die beider ersten Auswertung der Baugruppen entstanden. In dieser Tabelle werden die folgendenMerkmale miteinander verglichen:

• Größe der in jeweils einem Workspace abgelegten Solids

• die Möglichkeit mit den einzelnen Solids einen fehlerfreien ‚SolidE Update‘durchzuführen

• und drei Qualitätskriterien von CAD/IQ für die einzelnen Solids

Obwohl die ersten Konvertierungen mit den Catia-Baugruppen gestartet wurden, warspätestens im Zielsystem die Identifikation einzelner Solids möglich. Schon die Aufteilungder zuvor erwähnten Tabellen zeigt, dass für die Analyse der Übertragungsergebnisse eineAufteilung der Catia-Geometrie in einzelne Solids notwendig wurde. Hierfür gab es mehrereGründe:

• Der Import im Modus „Baugruppe“ nach Pro/ENGINEER Version 20 läßt keineEinstellung der gewünschten Modellgenauigkeit zu. Da die Wahl von relativenGenauigkeiten keine eindeutige Analyse zuläßt, mussten die STEP-Files der einzelnenCatia-Solids bei den nachfolgenden Konvertierungen in ein Modell mit absoluterGenauigkeit von 0.01 mm importiert werden.

• Die Konvertierung von einzelnen Solids erleichtert einen Vergleich mit den anderenkonvertierten Baugruppen. Dies gilt insbesondere für die statistische Auswertung imKapitel 5.2 und für die Bewertung von CAD/IQ.

• CAD/IQ ist nur in der Lage, einzelne Solids auszuwerten.

Die Übertragungsergebnisse mit den beiden Baugruppen von TRW Koblenz werden sehrstark von den eingestellten Genauigkeiten und dem verwendeten Pre-Prozessor beeinflusst.Die Ergebnisse eines Vergleichs zwischen verschiedenen Versionen des Dassault-Prozessors und des COMSTEP-Prozessors sind im Anhang 7.8 und im Anhang 7.9 zufinden.Insgesamt wurden 6 Modelle einer Bearbeitungunterzogen.

Bauteil K323532_SOL3763:

Das Bauteil zeigt einige auffällige Sichtkanten beimÜbergang in den halbkreisförmigen Bogen.

Abbildung 3-3: Bauteil K323532_SOL3763



Die CAD/IQ-Analyse zeigt weder kritische Face/Face Gaps noch kurze Kanten. Bei derersten Konvertierung in eine Pro/ENGINEER-Baugruppe ohne Genauigkeitseinstellungentstand kein Solid.

Die durchgeführten Korrekturmaßnahmen sind im Anhang 7.10 dokumentiert.

Bauteil K323461_SOL_13

Die CAD/IQ-Analyse zeigt im Hohlraum des Schraubenkopfeseinige kurze Kanten. An vier Stellen wird 0.05 mm als EdgeLength angezeigt und einmal wird der Wert 0.007 mm als EdgeLength angezeigt. Bei der ersten Konvertierung in einePro/ENGINEER Baugruppe entstand kein Solid.

Die durchgeführten Korrekturmaßnahmen sind im Anhang 7.10dokumentiert.

Abbildung 3-4 Bauteil K323461_SOL_13


Sowohl die kürzeste Kante, als auch dergrößte Gap liegen recht genau bei 0.01mm.Dies wurde bei der ersten Analysephase alsWarnung interpretiert. Das Bauteil konntevon keinem getesteten Prozessor in einPro/ENGINEER Bauteil mit 0.01 mmGenauigkeit konvertiert werden.




Das Bauteil hat einen einzigen Gap, der mit0.015 mm von CAD/IQ gemessen wird. Diekurzen Kanten beginnen bei 0.018 mm.

Insgesamt sind 18 Edges kleiner als0.01 mm. Das Bauteil konnte von keinem dergetesteten Prozessoren in einPro/ENGINEER Bauteil mit 0.01 mmGenauigkeit übertragen werden.






Das Bauteil hat Gaps die kleiner als 0.00001 sind, diekurzen Kanten beginnen bei 0.03 mm Länge. DasBauteil dient hier als Beispiel für ein Modell mit Ditto-Spiegelung, die dem Dassault-Prozessor in einigenFällen Probleme bereitet haben.

Die durchgeführten Korrekturmaßnahmen sind imAnhang 7.10 dokumentiert.


Bauteil K323540_3, Arbeitstitel Solid_30

Das Bauteil zeigt 5 Gaps oberhalb von 0.01 mm,der größte dieser Gaps beträgt 0.016 mm. Diekurzen Kanten beginnen bei 0.0018 mm.

Insgesamt gibt es 5 Edges die kleiner als 0.01 mmsind. Das Bauteil konnte von keinem der getestetenProzessoren in ein Pro/ENGINEER Bauteil mit 0.01mm Genauigkeit übertragen werden.

Abbildung 3-8 Bauteil K323540_3, Arbeitstitel Solid_30


Die Baugruppen TRW_1 und TRW_2 hatten zusammen 17 Solid-Modelle, die bei der erstenKonvertierung mit Verlusten behaftet waren. 4 Problemfälle lassen sich durch den Vergleichmit dem COMSTEP-Prozessor als Prozessorproblem darstellen (siehe Kapitel 3.2.1Prozessor- und Systemfehler).

Die Solid-Geometrien mit den Endungen SOL_14, SOL_9, SOL_10, SOL_17 und SOL_22aus der Baugruppe TRW_1 werden übertragen, sobald sie als Einzelteil in ein Modell mit0.01 mm Genauigkeit eingelesen werden können. Das Bauteil K323461_SOL_9 ist daseinzige Gussteil aus den beiden Baugruppen, welches trotz eines Face/Face Gaps von0.015 mm in ein Pro/ENGINEER Bauteil mit 0.01 mm als Solid übertragen werden kann.Dies gilt allerdings nur für das von den Dassault-Prozessoren geschriebene STEP-File.Die Solid-Geometrien SOL_335, SOL_504, SOL_507 und SOL_54 der Baugruppe TRW_2konnten ebenfalls nach Einstellung der Genauigkeit im Zielsystem vollständig übertragenwerden. Insgesamt wurden 9 Bauteile bei der ersten Konvertierung aufgrund von einfachenGenauigkeitsproblemen nicht übertragen.



Die folgende Tabelle zeigt eine Zusammenstellung von problembehafteten Bauteilen mitihren wichtigsten CAD/IQ-Resultaten. Die ausgewählten 12 Modelle waren entweder durchModellierungsungenauigkeiten aufgefallen, oder ihre Zuordnung im Sinne der vom Projektangestrebten Fehlerklassifikation war nicht eindeutig.

Modellname CAD/IQ Face/Face Gaps CAD/IQ Curve Length

K323461_SOL_1.model Alle Gaps < 0.01 mm Min.Edge = 0.063

K323461_SOL_2.model Alle Gaps < 0.01 mm Alle > 0.1 mm


K323461_SOL_19.model Max.Gap = 1.7 mm Alle > 0.1 mm


K323540_3.model( SOL_30 ) Max.Gap = 0.016 mm Min.Edge = 0.0018

K323461_SOL_9.model Max.Gap = 0.015 mm Min.Edge = 0.02

K323532_SOL_51.model Max. Gaps = 0.015 mm Min.Edge = 0.01


K323532_SOL_512.model Max.Gap = 0.015 mm Min.Edge = 0.019



Abbildung 3-9: Bauteil K323461_SOL_9.model



3.1.2 Wabco Daten für DaimlerChrysler

Die nachfolgende Baugruppe wird in dieser Ausarbeitung mit dem Arbeitstitel Wabco_1versehen.

Abbildung 3-10: Baugruppe Wabco_1

Die Austauschpartnerschaft mit DaimlerChrysler setzt folgende Randbedingungen voraus

• STEP Daten werden mit COMSTEP-Prozessor 3.1.2.1 eingelesen

• Modellraum 2 Meter (Genauigkeit im Zielsystem 0.02 mm)

Die erste Konvertierung erfolgt durch den Export des STEP-Files aus der Baugruppe, welchedann in die Catia (Detail/Ditto) Struktur eingelesen wird. Für 8 Bauteile entsteht kein Solid imZielsystem.

Von den 8 Bauteilen wurden 2 Modelle mit Modellierungsfehlern identifiziert:

Bauteil 8941101314____a07_.prt.1

Im Innenbereich des Steckers sind kleineZiffern zur Kennzeichnung der Bohrungenmodelliert. Die Höhe der Ziffern beträgt0.2 mm. An der Außenkontur der Ziffernentstehen kurze Kanten.CAD/IQ kennzeichnet die kürzesten Kanten mit ‚Edge Length‘ = 0.03 mm. Setzt man dieModellgenauigkeit auf 0.02 mm, so werden diegleichen Stellen mit einem Geom Check ge-kennzeichnet.

Abbildung 3-11 Bauteil 8941101314____a07_.prt.1


- System: Pro/ENGINEER V 20.0- Prop-Relais Ventil- Dateigröße 92 MB unkomprimiert- 69 Bauteile in 10 Unterbaugruppen- Einige Bauteile wurden mit relativer Genauigkeit

von 0.0012 mm modelliert



Bauteil 8971068994____e01_.prt.1

Das Modell stellt eine Dichtung dar. Diefehlerhafte Stelle des Modells wird von CAD/IQdurch einen Face/Face Gap markiert. DieStelle fällt außerdem beim Versuch auf, dieModellgenauigkeit auf 0.01 mm zu setzen.Pro/ENGINEER kann das betroffeneKonstruktionselement dann nicht regenerieren.

Abbildung 3-12 Bauteil 8971068994____e01_.prt.1


Die übrigen 6 Problemfälle lassen sich auf Ungenauigkeiten des eingesetztenPostprozessors zurückführen, was im wesentlichen durch den Vergleich mit dem Dassault-Prozessor nachgewiesen werden kann (siehe Kapitel 3.2.1 Prozessor- und Systemfehler).

Anhang 7.4 zeigt die Resultate, die bei der ersten Auswertung der Baugruppe entstanden.In dieser Tabelle werden die folgenden Qualitätsmerkmale miteinander verglichen:

• die Pro/ENGINEER eigenen Geometrie-Checks

• die von der Software PE-Check angezeigten Fehler

• und drei Qualitätskriterien von CAD/IQ

Die Konfiguration von PE-Check orientiert sich dabei an den Empfehlungen, die von VW imHinblick auf die VDA-Empfehlung 4955 ausgearbeitet wurden (Stand Januar 2000). DieKriterien für CAD/IQ basieren auf einer Empfehlung von ITI für den Datenaustauschzwischen Pro/ENGINEER und Catia. Während der Laufzeit des Projektes wurden die beidenPrüfkriterien zur Ermittlung der maximalen Lücken zwischen benachbarten Flächen und zurErmittlung der minimalen kurzen Flächenberandungskanten als relevant ermittelt. Diesevereinfachte Auswertung erzielt für die beschriebenen Modelle die folgenden Resultate.

CAD/IQ Face/Face Gaps CAD/IQ Edge Length

8941101314____a07_.prt.1 Alle < 0.0001 Min. Edge = 0.03 mm

8971068994____e01_.prt.1 Max. Gap = 0.027 mm Alle > 1.0 mm

Die Einstufung als Problemfall wird mit den hier dargestellten CAD/IQ Kriterien für daszweite Bauteil (Dichtung) möglich, da der maximale Gap über der Modelltoleranz desZielsystems liegt.Kapiltel 5.4 und Anhang 7.1 erklären, wie die Randbedingungen für die CAD/IQ- Analysegesetzt wurden.



3.1.3 Wabco Daten für BMW

Die nachfolgende Baugruppe wird in dieser Ausarbeitung mit dem Arbeitstitel Wabco_2versehen.

Abbildung 3-13 Baugruppe Wabco_2

Die Austauschpartnerschaft mit BMW setzt folgende Randbedingungen voraus:

• STEP Daten werden mit dem Dassault-Prozessor 4.2.0 eingelesen,

• Modellraum 5 Meter (Genauigkeit im Zielsystem 0.05 mm).

Die erste Konvertierung erfolgt durch den Export des STEP-Files aus der Baugruppe,welches dann in die Catia (Detail/Ditto) Struktur eingelesen wird. Für alle Bauteile entstehtein Solid im Zielsystem.

Anhang 7.5 zeigt die Tabelle die bei der ersten Auswertung der Baugruppe entstand. Indieser Tabelle werden die folgenden Qualitätsmerkmale miteinander verglichen:

• die Pro/ENGINEER eigenen Geometrie-Checks

• die von der Software PE-Check angezeigten Fehler

• und drei Qualitätskriterien von CAD/IQ

Diese Auswertung zeigt, dass die Geometrie den geforderten Qualitätsanforderungengenügt. Die Tatsache, dass alle Bauteile in absoluter Genauigkeit abgespeichert sind undkeine Geom Checks enthalten, deutet auf gute Pro/ENGINEER Modelle hin. Die Tatsache,dass in den Modellraum 5 Meter importiert wird, bewirkt eine Unempfindlichkeit gegenFace/Face Gaps. Die folgende Auswertung eines Blechteils kann als Beispiel einer qualitativhochwertigen Geometrie gelten.

- System: Pro/ENGINEER V 20.0- Bremsventil- Dateigröße 6.8 MB unkomprimiert- 30 Bauteile in 6 Unterbaugruppen- Alle Bauteile wurden mit absoluter

Genauigkeit von 0.01 mm modelliert



Abbildung 3-14 Bauteil 8840405474 aus Baugruppe Wabco_2

CAD/IQ Analyse :


8840405474___a01_prt.1 Max.Gaps = 0.0006 mm Min.Edge = 0.19 mm



3.1.4 ZF-Daten für BMW

Die nachfolgenden Baugruppen werden in dieser Ausarbeitung mit dem Arbeitstitel ZF_1versehen.

Abbildung 3-15: BaugruppenZF_1

Die Austauschpartnerschaft mit BMW setzt folgende Randbedingungen voraus:

• STEP Daten werden mit dem Dassault-Prozessor 4.2.0 eingelesen


Die erste Konvertierung erfolgt durch den Export des STEP-Files aus der Baugruppe,welches dann in die Catia (Detail/Ditto) Struktur eingelesen wird. Zwei Bauteile liegen inrelativer Genauigkeit vor. Die Umstellung auf die geforderte absolute Genauigkeit führt zunicht regenerierbaren Modellelementen. Ein Bauteil kommtim Zielsystem nicht als Solid an. Im Anhang 7.6 sind dieErgebnisse der ersten Analysephase zusammengefasst.

Auf der rechten Seite ist das erste Bauteil dargestellt,welches nur mit relativer Genauigkeit konvertiert werdenkonnte.Bauteil 7691_001_141_ez001.prt.1

Abbildung 3-16 Bauteil 7691_001_141_ez001.prt.1

- System: Pro/ENGINEER V 20.0- Lenkung- Dateigröße 7.5 MB unkomprimiert- 8 Bauteile- Alle Bauteile wurden mit relativer Genauigkeit

von 0.0012 modelliert

- System: Pro/ENGINEER V 20.0- Pumpe- Dateigröße 92 MB unkomprimiert- 69 Bauteile in 10 Unterbaugruppen- Einige Bauteile wurden mit relativer Genauigkeit




Das Bauteil zeigt einen Geom Check, die CAD/IQ Analyse zeigt einige kurze Kanten knappüber der Modellgenauigkeit im Zielsystem.Die durchgeführten Korrekturmaßnahmen sind im Anhang 7.11 dokumentiert.

Bauteil 7852_001_644_geh.prt.1 liegt ebenfallsmit relativer Genauigkeit vor.Das Bauteil zeigt 7 Geom Checks und 26 Mar-kierungen bei der ersten Gap-Analyse.Ein Setzen der Genauigkeit auf 0.01 mm absolutscheitert, Pro/ENGINEER kann die Geometriedann nicht erneut regenerieren. Die erfolgreicheKonvertierung in eine Catia-Solid wird durch diegroßzügige Toleranz des 5 m Modellraumsbegünstigt.

Abbildung 3-17 Bauteil 7852_001_644_geh.prt.1


Das Bauteil 7691_040_334_et001.prt.1 enthälteine importierte Fläche aus einer Ursprungs-geometrie, die nicht zur Verfügung stand. EineFehlerkorrektur konnte deshalb nicht durchgeführtwerden. Kapitel 4.2.2 beschreibt einige Lösungs-ansätze um Gusskonstruktionen ohne Qualitäts-mängel zu erzeugen.

Die vereinfachte CAD/IQ-Auswertung ergibt fürdie beschriebenen Modelle das folgende Bild:

Abbildung 3-18 Bauteil 7691_040_334_et001.prt.1


7691_001_141_ez001.prt.1 Alle Gaps < 0.01 mm Min.Edge = 0.078 mm

7852_001_644_geh.prt.1 Max. Gaps = 0.046 mm Alle > 0.1 mm

7691_040_334_et001.prt.1 Max.Gaps = 0.023 mm Min.Edge = 0.048mm

Das Bauteil 7691_001_141_ez001 liegt mit den Analyseresultaten im unkritischenBereich.Bauteil 7852_001_644_geh.prt.1 liegt mit den maximalen Gaps knapp unter derModelltoleranz des Zielsystems und ist ebenfalls in der vorliegenden Form übertragbar. DasBauteil 7691_040_334_et001 zeigt kurze Kanten unterhalb der Modelltolleranz imZielsystem, seine Konvertierung erzeugt keinen Solid im Zielsystem.



3.1.5 ZF-Daten für DaimlerChrysler

Die nachfolgende Baugruppe wird in dieser Ausarbeitung mit dem Arbeitstitel ZF_2versehen.

Abbildung 3-19: Baugruppe ZF_2

Die Austauschpartnerschaft mit DaimlerChrysler setzt folgende Randbedingungen voraus:

• STEP Daten werden mit COMSTEP 3.1.2.1 eingelesen


Die erste Konvertierung erfolgt durch den Export des STEP-Files aus der Baugruppe,welches dann in die Catia (Detail/Ditto) Struktur eingelesen wird. Für 4 Bauteile ensteht keinSolid im Zielsystem.

Von den 4 Bauteilen wurden 2 Modelle mit Modellierungsfehlern identifiziert:

Bauteil 6009_374_013_ez001.prt.1

Das Bauteil zeigt drei Geom Checks, dieCAD/IQ Analyse zeigt 12 Gaps zwischen0.02 mm und 0.04 mm.Es liegen keine Edges kleiner 0.1 mm vor.Die durchgeführten Korrekturmaßnahmensind im Anhang 7.11 dokumentiert.


- System: Pro/ENGINEER V 20.0- Getriebe- Dateigröße 12.4 MB komprimiert- 36 Bauteile- Einige Bauteile wurden mit relativer Genauigkeit




Bauteil 1328_368_002_ez001.prt.1

Das Bauteil zeigt 2 Geom Checks und 4Gaps die zwischen 0.02 mm und 0.024 mmliegen.Es liegen keine Edges kleiner 0.1 mm vor.

Die durchgeführten Korrekturmaßnahmensind im Anhang 7.11 dokumentiert.


Die Bauteile 1314_201_022_ez001.prt.1 und 1327_301_005_ez001.prt.1 enthaltenimportierte Flächen aus nicht vorhandenen Ursprungsgeometrien. Eine Fehlerkorrekturkonnte deshalb nicht durchgeführt werden. Kapitel 4.2.2 beschreibt einige Lösungsansätzeum Gusskonstruktionen ohne Qualitätsmängel zu erzeugen.

Abbildung 3-22 Bauteile 1314_201_022_ez001.prt.1 und Bauteil 1327_301_005_ez001.prt.1

Die vereinfachte CAD/IQ-Auswertung ergibt für die beschriebenen Modelle das folgendeBild:


6009_374_013_ez001.prt.1 Max.Gap = 0.04 mm Alle > 0.01 mm



1314_201_022_ez001.prt.1 Max.Gaps = 0.07 mm Alle > 0.01 mm



Das Bauteil 6009_374_013_ez001 hat einige Gaps, die über der Genauigkeit desZielsystems liegen. Bauteil 1328_368_002_ez001 enthält Gaps, die knapp über 0.02mm liegen. Positive Vergleichstests mit den Resultaten des Dassault-Prozessorsdeuten auf einen Grenzfall hin.Die beiden großen Gussmodelle mit den importierten Flächengeometrien können nichtvollständig übertragen werden, weil die Gaps von 0.07 mm deutlich größer sind als diegeforderte Genauigkeit des Zielsystems.

3.1.6 Audi Daten für ZF Lemförder

Die nachfolgend beschriebene Geometrie wird in dieser Ausarbeitung mit dem ArbeitstitelLagerbock versehen. Die offizielle Bezeichnung lautet 4e0_412_383_b-lagerbock. Die ersteVersion des Bauteils bekommt die Bezeichnung A-Lagerbock, die zweite Version erhält dieBezeichnung B-Lagerbock.

Abbildung 3-23: Bauteil B-Lagerbock

Die Austauschpartnerschaft mit ZF Lemförder setzt folgende Randbedingungen voraus:

• STEP-Daten werden mit Dassault-Prozessor 4.2.0 eingelesen


Das Bauteil lag zunächst in einer Version mit 26 Geom Checks vor. Für diese erste Versiondes Lagerbocks gilt die folgende Auswertung.


A-Lagerbock.prt Max.Gaps = 0.036 mm Min.Edge = 0.05 mm

- System: Pro/ENGINEER V 20.0- Lagerbock- Dateigröße 17 MB unkomprimiert- Die erste Version des Bauteils wurde in

relativer Genauigkeit gespeichert, dieseentsprach einer absoluten Genauigkeit von0.04 mm.

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3.2 Fehlerklassifikation

Die Zuordnung von Übertragungsverlusten zu den unterschiedlichen Fehlerklassen wirddurch die Verknüpfung von Fehlerursachen erschwert.

Ein besonderer Beitrag zur Fehlerklassifikation wurde durch Untersuchung der STEP-Filesproblembehafteter Modelle mit den ProSTEP-eigenen Analysewerkzeugen geleistet. EineAuflistung der dabei erkannten Fehlertypen ist im Anhang 7.14 zu finden. In Grenzfällenwurden die dabei gewonnenen Ergebnisse dazu benutzt, die Aufteilung in Modell-, Toleranz-oder Prozessorproblemen zu unterstützen.

3.2.1 Toleranzeinstellungen

Der in Kapitel 2 beschriebene Prüfablauf geht von zwei Voraussetzungen aus:

1. Die Unternehmen liefern Daten, die ihren eigenen Toleranzanforderungenentsprechen.

2. Die Konvertierung in eine Modellgenauigkeit, die nicht den gefordertenGenauigkeit der OEMs entspricht, ist ohne praktischen Nutzen.

Aus diesen Gründen stand die Änderung der Genauigkeit an letzter Stelle im ursprünglichgeplanten Prüfablauf. Unmittelbar nach Erhalt der ersten Pro/ENGINEER Testdaten warjedoch die Anpassung der Modelle an die geforderten Genauigkeiten zwangsläufig die ersteMaßnahme. Gleichzeitig wurde erkannt, dass einige komplexere Pro/ENGINEER Modellesich der Anpassung an eine absolute Modellgenauigkeit durch nicht regenerierbareKonstruktionselemente widersetzten. Für die betroffenen Bauteile wurde in den Tabellen zurDatenauswertung die Eintragung relativ vorgenommen.

Bei der Übertragung der Catia-Baugruppen ließen sich nicht alle Bauteile vollständig imBaugruppenmodus nach Pro/ENGINEER einlesen. Dieses lag zum Teil an der fehlendenMöglichkeit, die Genauigkeiten der Bauteile in den Pro/ENGINEER-Baugruppen vorzugeben.In der statistischen Auswertung zählen diese Bauteile zu den Toleranzproblemen, da sich inder Praxis niemand der manuellen Aufteilung in einzelne Bauteile annehmen würde. Bei denCatia-Baugruppen zeigte sich daher früh die Notwendigkeit einer Zerlegung in einzelneSolids, um die Tests handlicher gestalten und die Bauteile mit Vorgabe der Genauigkeiteinlesen zu können.Eine zweite Gruppe von Catia-Problemfällen konnte durch die in Kapitel 4.1 dokumentierteVorgehensweise einer abgestuften Anpassung der Modellgenauigkeit vollständig konvertiertwerden. Diese Modelle werden in der statistischen Auswertung ebenfalls zu den Modellengerechnet, die zunächst wegen ihrer Genauigkeitseinstellungen nicht vollständig übertragbarsind.



3.2.2 Prozessorleistungen

Der in Kapitel 2 beschriebene Prüfablauf sieht vor, bei unvollständigen Konvertierungenzunächst die Modellierungsfehler zu bearbeiten und im nächsten Schritt die System- undProzessorleistungen in die Betrachtungen mit einzubeziehen. Dieses Vorhaben geht vonzwei Voraussetzungen aus:

1. Die Prozessoren und Systeme sind so weit entwickelt, dass sie nur inAusnahmefällen Fehler verursachen.

2. Die Identifikation von Modellierungsfehlern ist problemlos möglich, dageeignete Prüfkriterien vorliegen.

Beide Vorraussetzungen waren nach den ersten Konvertierungen nicht erfüllt. Die erstenPrüfungen mit CAD/IQ ließen Zweifel an den Prüfkriterien aufkommen und dieunterschiedlichen Prozessorleistungen fielen zunächt bei den Catia-Baugruppen von TRWauf.

Abweichender Prüfablauf für TRW_1 und TRW_2:

Der direkte Vergleich zwischen den Konvertierungsergebnissen der Debis-Prozessoren undden Konvertierungsergebnissen der Dassault-Prozessoren wurde mit allen Bauteilen derBaugruppen TRW_1 und TRW_2 durchgeführt. Dabei ergaben sich erstaunlich vieleAbweichungen die in Anhang 7.8 und Anhang 7.9 dokumentiert sind.

Die Tests, bei denen Daten mit den Prozessoren Dassault 4.2.0, Dassault 4.2.1, COMSTEP3.1.2.0 und COMSTEP 3.1.2.1 übertragen wurden, fanden unter Beachtung der gefordertenGenauigkeiten statt. Die Catia-Modelle waren im Modellraum 2 Meter gespeichert, dieGenauigkeit der eingelesenen Pro/ENGINEER-Bauteile wurde auf 0.01 mm gestellt.Bauteile die bei diesen Konvertierungen mit dem Dassault-Prozessor nicht als Solid imZielsystem ankamen, die aber bei der Konvertierung mit einem Debis-Prozessor erfolgreichals Solid im Zielsystem eingelesen werden konnten, wurden für die Baugruppen von TRWals Problemfall der Prozessoren deklariert.

Prozessorleistung bei der Konvertierung der Pro/ENGINEER Baugruppen:

Beim Import von STEP-Files nach Catia erzielte der Dassault Prozessor 4.2.0 bessereErgebnisse als der COMSTEP Prozessor 3.1.2.1. Diese Vergleiche wurden nur mit denProblemfällen unter den Solids durchgeführt, d.h. für Modelle, die nach erfolgterModellkorrektur und richtiger Toleranzeinstellung nicht als Solid in das Zielsystem übertragenwerden konnten.

Die Pro/ENGINEER-Modelle, deren fehlerhafte Konvertierung auf Prozessorproblemezurückzuführen waren sind in Tabellen 7.4 bis 7.7 gekennzeichnet. ZusätzlicheInformationen sind in Kapitel 4.2 zu finden.



3.2.3 Konstruktive Modellfehler

3.2.3.1 Kleinteile mit Fehlern

Die bei Kleinteilen entdeckten Fehler entstehen in der Regel durch Unachtsamkeiten derKonstrukteure. Eine allgemeine Aufteilung der Fehlertypen könnte lauten:

1. fehlende Ausrichtungen oder fehlende Tangentenbedingungen

2. unbedachte Bemaßungen der Geometrie

3. Anwendung bestimmter Systemfunktionen

Einige der im Anhang 7.10 bis 7.12 dargestellten Kleinteile ließen sich trotz ihrerkonstruktiven Mängel konvertieren. Schwierigkeiten bei der Übertragung von Bauteilen, dieals problembehaftete Kleinteile keine kritischen Face/Face Gaps zeigten, konntenletztendlich auf Probleme der beteiligten Prozessoren zurückgeführt werden.

Als Beispiel ist hier die Gap-Analyse des Bauteils 8971068994 dargestellt. Der vorliegendeFace/Face Gap beträgt im Original-Bauteil 0.027 mm und liegt damit über der gefordertenGenauigkeit von 0,02mm (entsprechend dem Modellraum 2 Meter).

Abbildung 3-24: Bauteil 8971068994, Baugruppe Wabco_1, Gap-Analyse



3.2.3.2 Problemzonen bei Schmiede- und Gussteilen

Bei Kleinteilen liegen die maximal auftretenden Face/Face Gaps in der Regel um einigeZehnerpotenzen von den Modellgenauigkeiten entfernt. Bei Gussteilen führt die hohe Zahlmiteinander kombinierter Konstruktionselemente zu einer höheren Anzahl vonRundungsungenauigkeiten. Für fast alle untersuchten Modelle ist deshalb auch eineHäufung von Problemzonen in Kombination mit einem großen Datenvolumen zu beobachten.

Bei allen untersuchten Schmiede- und Gussteilen traten die Problemzonen bei derÜberlagerung von Rundungen auf. Als zweites Kriterium zum Erkennen einer Problemzonegilt neben dem Face/Face Gap das Auftreten von kurzen Kanten unterhalb derModellgenauigkeit.

Als Beispiel soll zunächst die kürzeste Kante des Modells Solid_30 aus Baugruppe TRW_1gezeigt werden.

Abbildung 3-25 Gussteil K323461_SOL30 (K323540_3)

Die durch die beiden Pfeile gekennzeichnete „Welle“ ensteht durch das Verschneiden vonVerrundungen. Die an diese Stelle auftretende kürzeste Kante beträgt 0.0018 mm. An derVertiefung links von der oberen Pfeilspitze wird ein maximaler Face/Face Gap von 0.016 mmgemessen.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen, dass die typischen Probleme bei Gussteilen durch dieModellierungstechnik entstehen und in einer gewissen Häufung auftreten. Man kann diesenEffekt als erhöhte Ungenauigkeit der Solid-Modelle bezeichnen. EindeutigeModellierungsfehler äußern sich als Realitätsprobleme - sie haben keinen direkten Einflussauf die Datenübertragung.



Abbildung 3-26 Gussteil K323532_SOL512 mit den auffälligsten CAD/IQ-Resultaten

Das folgende Beispiel zeigt ein Realitätsproblem. Die bisher beschriebene Problematik derGussteile kombiniert sich in einigen Fällen mit Ungenauigkeiten der Anwender, derenAusprägung vereinfacht „Realitätsproblem“ genannt wird.

Als Beispiel dient dienebenstehende Guss-geometrie derBaugruppe ZF_1.

Abbildung 3-27 Bauteil 7852_001_644_geh aus der Baugruppe ZF_1

Edge = 0.02 mm

Edge =0.056 mm

Edge =0.02 mmEdge =0.019 mm

Gap = 0.015 mm



Der Übergang einer nach außen gewölbten Rippe in eine nicht gewölbte Verrundung führt zueiner relativ kleinen Fläche. Diese unrealistischen Konturen werden erst dann zu einemProblem für den Datenaustausch, wenn sie durch komplexe Rundungen überdeckt werden.Eine solche Problemzone ist für dieses Modell im Anhang 7.12 dokumentiert. In denModellraum 5 Meter läßt sich dieses Bauteil trotz der Mängel als Solid übertragen.

Für das Schmiedeteil der Austauschpartnerschaft Audi – ZF Lemförder ist eine überdeckteProblemzone im Anhang 7.13 dokumentiert. Der räumliche Zusammenhang mit den in derCAD/IQ Analyse aufgezeigten Face/Face Gap entsteht aufgrund von sehr stark miteinanderverknüpften Radien.Das Bauteil ‚Lagerbock‘ läßt sich in der überarbeiteten Version (B-Lagerbock) nichtregenerieren. Eine Veränderung der Radien in den kritischen Bereichen ist ebenfalls nichtmöglich.

Abbildung 3-28 B-Lagerbock für ZF-Lemförder




3.3 Datenexpansion bei der Übertragung nach Catia

Im folgenden soll der Effekt der Modellexpansion bei der Datenübertragung vonPro/ENGINEER Modellen nach Catia anhand eines Beispielmodells untersucht werden. DieDatenübertragung erfolgt über den COMSTEP Prozessor, Version 3.1.2.1.

3.3.1 Vorabbetrachtungen

Es werden folgende Annahmen A1 bis A4 getroffen, die anhand eines Testmodells mittelsgeeigneter Hilfsmittel verifiziert bzw. widerlegt werden sollen.

(A1) Die wesentliche Ursache für die Expansion ist darin zu sehen, daß zusätzlich zumeigentlich zu übertragenden BRep-Volumenmodell ein CSG-Solid (SolidE) in Catia angelegtwird.(A2) In Catia bestehen die Edges einer Face des Brep-Volumenmodells aus uv-Repräsentationen (zweidimensionale Splinekurven im Parameterraum der Fläche), die mitdem Modell abgespeichert werden. Dadurch erhöht sich die Dateigröße deutlich.(A3) In Catia werden intern die analytischen (kanonischen) Flächen durch polynomialeSpline-Flächen repräsentiert. Dadurch erhöht sich die Speichergröße je nach dem vomSystem gewählten Grad. Rationale B-Spline Flächen werden in Catia als zugrundeliegendeGeometrie für Volumenmodelle nicht benutzt, so daß hier polynomiale Approximationenverwendet werden müssen. Dies erhöht im allgemeinen die Datenmenge erheblich.(A4) Veränderungen der Topologie des Modells finden in einem begrenzten Rahmen statt.Je nach Art der Flächen haben diese einen mehr oder weniger starken Einfluß auf dieExpansion der Datenmenge.

Die gemachten Annahmen sollenanhand eines Modells untersuchtwerden, welches typischeMerkmale für die ProzeßkettePro/ENGINEER nach Catia imAggregatebau aufweist, wie etwaeine Vielzahl von Verrundungenund Formschrägen. Diese Gestalt-elemente äußern sich im STEPModell durch analytische Flächen-beschreibungen, d.h. durchKegelflächen, Zylinderflächen,Sphären oder Torusflächen.

Abbildung 3-29 Darstellung des zu untersuchenden Modells (Wabco – 4802020104)



Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede der Dateigrößen des Modells im jeweiligenSystem:

Pro/ENGINEERnative komprimiert1

Pro/ENGINEERnativeunkomprimiert1

STEP AP 214 Catia 4.2.0

Größe[MByte]

4.861 14.454 5.466 28.437

Tabelle 1: Dateigrößen des untersuchten Modells.

Nach dem Übertragen von Pro/ENGINEER nach STEP läßt sich die folgende summarischeÜbersicht über die Anzahl der vorhandenen Modellelemente geben:

ADVANCED_FACE 1779 FACE_BOUND 79

AXIS2_PLACEMENT_3D 2995 FACE_OUTER_BOUND 1779

B_SPLINE_CURVE_WITH_KNOTS

1167 LINE 1390

B_SPLINE_SURFACE_WITH_KNOTS

19 MANIFOLD_SOLID_BREP 1

CARTESIAN_POINT 35405 ORIENTED_EDGE 8390

CIRCLE 1640 PLANE 426

CLOSED_SHELL 1 SPHERICAL_SURFACE 58

CONICAL_SURFACE 198SURFACE_OF_LINEAR_EXTRUSION

2

CYLINDRICAL_SURFACE 405 TOROIDAL_SURFACE 268

DIRECTION 7382 VECTOR 1392

EDGE_CURVE 4195 VERTEX_POINT 2467

EDGE_LOOP 1858BOUNDED_SURFACE ... (rationaleB-Spline Fläche)

403

Tabelle 2: Geometrische und topologische Elemente des STEP-Modells.

1 Modell jeweils mit History ohne Display-Darstellung sowie vereinfachte Darstellung



Nach dem Einlesen nach Catia ergibt sich folgendes Bild über die geometrischen undtopologischen Elemente des Catia Modells (Gesamtgröße: 14,604 MByte; Die Angabenbeziehen sich auf das Brep-Modell, siehe (A1), unten)

Modellelement Anzahl Erforderlicher Speicher fürden math. Block [byte]

Prozentualer Anteil an derGesamtgröße des Brep-Modells

Volume 1 2400 < 1%

Face 2387 19136 < 1%

Edge 11610 3601808 24,7%

Surface 1353 5068584 34,7%

Plane 426 30672 < 1%

Curve 2840 1529136 10,4%

Line 1390 88960 < 1%

Conics 1725 207000 1,42%

Andere Daten 27.78%

Tabelle 3: Anzahl und Größe der geometrischen und topologischen Elemente des Catia-Modells.

Wie in Tabelle 3 zu erkennen, machen die Surfaces den größten Anteil am Gesamtmodellaus. Unter diesen läßt sich eine weitere Unterteilung in analytische Flächen undSplineflächen vornehmen, wobei die als analytische Flächen angegebenen Flächentypenaus Tabelle 5 sind.

Größe [MByte] Prozentualer Anteil

Analytische Flächen 3,217 63,5%

Splineflächen 1,851 36,5%

Tabelle 4: Aufschlüsselung des Speicherbedarfs des Catia-Modells nach Flächentypen

3.3.2 Auswertung

Die Auswertung erfolgt analog zu den Annahmen A1 bis A4 des vorangegangenen Kapitels.

(A1) Wenn das in Catia erzeugte SolidE gelöscht wird, reduziert sich die Dateigröße auf14.604 MByte, d.h. um gut 50%. Dies bedeutet umgekehrt: Das Anlegen eines SolidE durchden Prozessor beim Importvorgang vergrößert das Modell um ca. die Hälfte. Dieseprozentuale Zunahme ließ sich auch bei anderen Modellen bestätigen. Die Verdoppelung derModellgröße legt die Vermutung nahe, daß bezüglich eines Solids eine redundante Brep-Darstellung im Hintergrund gehalten wird.Im folgenden werden die weiteren Untersuchungen auf das vom Solid abgeleitete Brep-Modell bezogen, da sich die anderen Einflußfaktoren auf diese Darstellung (Typ: Volume)



des Catia-Modells beziehen. Es wird dann an der jeweiligen Stelle vom „reduzierten Modell“gesprochen.

(A2) In der Dokumentation zu der Programmierschnittstelle zu Catia-CATGEO ist die uv-Repräsentation der Edge dokumentiert. Für jede Edge in einem Catia Modell wird explizit dieparametrische Darstellung p(t) = (u(t), v(t)) bezüglich der zugrundeliegenden Fläche f(u,v) =(x(u,v), y(u,v), z(u,v)) gespeichert. Die Datenmenge zur Darstellung dieser Repräsentationenentspricht mit 3,602 MByte etwa 25% des reduzierten Catia-Modells.Eine explizite Darstellung von Flächenkurven ist in der Regel in einem STEP AP 214 Modell(so wie auch bei dem hier untersuchten) nicht vorhanden. Es werden im STEP-Modellnormalerweise die Berandungen im 3D-Objektraum dargestellt, so daß die lesendenSysteme durch Trimmung der Flächen die internen Darstellungen selbst erzeugen können.Es ist aber durchaus möglich, uv-Repräsentationen von Edges in STEP zu übertragen,wobei sich dadurch das Verhältnis der Modellgröße STEP zu nativem Format zugunsten desnativen Formats verbessert.

(A3) Wie unter (A2) beschrieben werden in Catia die Edges als 2D-Flächenkurvengespeichert. Dies impliziert, daß auch die analytischen Flächen wie Sphäre, Kreiszylinder,Kegel und Torus intern eine parametrische Beschreibung besitzen müssen, um eineeinheitliche Behandlungsweise zu garantieren.In der Tat ist dies der Fall. Der Prozessor erzeugt aus diesen Flächen Multipatch-Splineflächen, so daß sie als Basisflächen für die Modellfaces dienen können. Anhand desvorliegenden Modells wurden die folgenden Werte ermittelt:

Grad in u Grad in v Patches in u Patches in v

Kegelfläche 8 1 2 1

Kreiszylinder 8 1 2 1

Math. Zylinder 1 >=12 1 >=12

Rotationsfläche 8 9 2 1/2

Sphäre - - - -

Torusfläche - - - -

Tabelle 5: Darstellung der analytischen Flächen nach dem Einlesen in Catia

Diese interne Umwandlung geschieht unabhängig von der Herkunft des Modells, d.h. auchanalytische Flächen, die Teil eines extrahierten Volume sind, welcher von einem in Catiamodellierten Solid stammt, weisen diese Darstellung auf.

Die ursprünglich im STEP Modell vorhandenen Sphären und Torusflächen werden vomCOMSTEP Prozessor in Rotationsflächen umgewandelt. Sphären besitzen ein Patch in v,Torusflächen zwei, wie in der Tabelle 5 angegeben. Die Umsetzung in Rotationsflächen istnicht zwingend notwendig, da die Typen Sphäre und Torus auch in Catia intern vorhandensind. Im allgemeinen wird sich der Grad in v und die Patchanzahl in v bei Rotationsflächenmit der zu rotierenden Profilkurve ändern. Im vorliegenden Fall sind nur die ursprünglich als 2 Abhängig von der erzeugenden Querkurve



Sphäre und Torusfläche dargestellten Surfaces vorhanden, so daß sich der Grad und diePatchanzahl direkt angeben lassen.

Durch diese Multipatch-Flächendarstellung steigt zwangsläufig die Datenmenge für dieSpeicherung gegenüber der STEP-Darstellung an. Je nach Gesamtanzahl dieserFlächentypen im STEP-Modell wird sich dieser Effekt umso stärker auf die Gesamtgröße deserhaltenen Catia-Modells niederschlagen.Im vorliegenden Modell macht die Summe von 3.217 MByte dieser Größen rund 22% derGesamtgröße des reduzierten Catia-Modells aus.Die restlichen Flächen haben eine Summe von 1.851 MByte, was einem prozentualen Anteilvon 12% an der Gesamtgröße des reduzierten Modells entspricht.

(A4) In Catia V4 gibt es eine bekannte Restriktion, was die Basisflächen für topologischbeschriebene Modelle anbelangt:Keine Edge innerhalb einer Berandung einer Modellface darf über den Saum von Flächenmit geschlossenem Parameterbereich gehen. Dabei ist der Saum diejenige 3D-Kurve,welche durch Abbildung der Flächenkurve u=umin bzw. u=umax entsteht, bei der derParameterbereich geschlossen ist.

Es müssen Faces des STEP-Modells, bei denen diese Eigenschaft zutrifft, in Teilfacesgesplittet werden, was im vorliegenden Fall bei ca. 300 Faces der Fall ist.Da der verwendete COMSTEP Prozessor keine nähere Information über die Identität oderden Typ der gesplitteten Faces des Facesmodells liefert, ist hier eine genau Zuordnungschwierig.Deshalb wurde zum Vergleich das Modell mit dem Catia-Prozessor von Dassault übertragen,der diese Information liefert, wobei hier sich aufgrund der Angaben im Logfile folgendes Bildergibt (entstehende Gesamtgröße des reduzierten Modells: 11.801 MByte):

Modellelement Anzahl Erforderlicher Speicher fürden math. Block [byte]

Prozentualer Anteil an derGesamtgröße des reduziertenModells (siehe (1) )

Volume 0 0 0%

Face 1338 14744 < 1%

Edge 8716 2457216 20,8 %

Surface 1353 4858552 41.2 %

Plane 426 30672 < 1%

Curve 4359 1523568 12,9%

Line 0 0 0 %

Conics 0 0 0 %

Andere Daten 24,7%

Tabelle 6: Anzahl und Größe der geometrischen und topologischen Elemente des Catia-Modells (Dassault-Prozessor)



Auffällig ist die geringere Anzahl der Faces des mit Dassault übertragenen Modells.Insgesamt erhöht sich die Anzahl der der durch Splitten entstandenen Faces um 59, wobei 2Faces hier nicht übertragen werden können. (Es wird somit auch kein Volume bzw. Soliderzeugt).Betrachtet man die Basisflächen der gesplitteten Faces genauer, so erkennt man, daß essich in allen Fällen um analytische Flächen handelt, bei denen die Face teilweise über denSaum der zugrundeliegenden Basisfläche läuft, oder diesem zumindest nahe kommt, wie inder Abbildung 7 zu erkennen.

Abbildung 3-30 Darstellung des Parameterbereiches einer Face, die über den Saum eineranalytischen Fläche läuft.

3.3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse

• Die prozentual größte Zunahme der Datenmenge ist durch das Anlegen eines SolidEbedingt.

• Die Expansion wird stark durch die Art der internen Darstellung der geometrischenElemente in Catia bestimmt. Vom Pro/ENGINEER-Prozessor als analytische Flächennach STEP geschriebene Basisflächen des Modells sind nach der Übertragung in Catiadurch Splineflächen repräsentiert, welche im allgemeinen einen größeren Speicherbedarferfordern.

• Im Zielsystem werden zusätzlich zu den Berandungskurven im 3D-Raum zweidimen-sionale Repräsentationen der Edges des Systems abgespeichert.



• Durch Restriktionen in der geometrischen Darstellung müssen zusätzliche Faces undEdges erzeugt werden. Diese Tatsche kann je nach Modell einen merklichen Einfluß aufdie Modellgröße besitzen.

3.3.4 Abgeleitete Empfehlungen

• Falls der erzeugte SolidE für spätere Prozeßschritte nicht benötigt wird, sollte diesergelöscht werden.

• Alle nicht benötigte Hilfsgeometrie sollte aus dem Modell gelöscht werden. Da, wie obenangeführt, eine Edge im Parameterraum der Surface liegt, wird die ursprüngliche 3D-Berandungskurve nicht mehr benötigt, und kann somit gelöscht werden. Generell könnenalle Elemente, die innerhalb von Catia unter dem Begriff „Basisgeometrie“ (Basicgeometry) zusammengefasst werden, entfernt werden.



4 Fehlerbehebung

4.1 Systemeinstellungen, Auswahl geeigneter Genauigkeiten

Die Verwendung von Systemeinstellungen und Genauigkeiten wird von den Standards derOEM’s dominiert. So ist für Catia der 2000 mm Modellraum weit verbreitet während fürPro/ENGINEER eine absolute Genauigkeit von 0.01 mm vorgeschrieben ist. Eine Ausnahmebildet in beiden Fällen BMW, hier wird für Catia der Modellraum 5 Meter vorgeschrieben,während die Pro/ENGINEER Genauigkeit 0.015 mm absolut gefordert wird. Folgende Infor-mationsquellen stehen für diese Anforderungen zur Verfügung:

BMW AG : CAD-Produktbeschreibung Systemneutral Werknorm N11400.0http://www.zulieferer.bmw.de

Daimler Chrysler AG: mailto:C@D-Handbuch für produktbeschreibende Datenhttp://www.tandem.mercedes-benz.com

VW AG : Anforderungen an CAD/CAM-Daten; VW-Norm 01059http://www.vw-zulieferer.de

Innerhalb von Pro/ENGINEER empfiehlt es sich auf die Verwendung relativer Genauigkeitenzu verzichten. Die Anwender sollten auch nicht die vorgegebenen Genauigkeitseinstellungder Modelle nachträglich ändern. Die Standardisierung von Datenaustauschvorgängen istauf das Einhalten vorgegebener Qualitätskriterien angewiesen.Eine andere Informationsquelle zum Austausch von CAD-Daten bietet die Homepage derProSTEP GmbH mit den „Best Practices“ Empfehlungen. Unter http://www.prostep.de/BPkönnen die Standard-Einstellungen für die Prozessoren der wichtigsten CAD-Systemegefunden werden.

Für den Export aus Catia werden folgende Einstellungen empfohlen:

Catia - STEP Processor

Option „Use Short Names“ should be deselected (unless appropriate libraries are available). Recommended settings in declaration file: catst1.EXACT_SOLIDS_CREATION=TRUE (creates SOL instead of VOL) catst1.TOPOLOGY_HEALING=TRUE

Für den Pro/ENGINEER Import gelten folgende Empfehlungen:

Recommended config.pro options: FIX_BOUNDRIES_ON_IMPORT yes INTF_IN_SURF_BOUNDARY_PREF uv

http://www.zulieferer.bmw.de

http://www.tandem.mercedes-benz.com

http://www.vw-zulieferer.de

mailto:C@D-Handbuch

http://www.prostep.de/BP



ENABLE-ABSOLUTE-ACCURACY yes

Soweit die beteiligten Unternehmen ihre Konfigurations-Files zur Verfügung gestellt hatten,konnte die Übereinstimmung mit den Empfehlungen geprüft werden.

4.1.1 Fehlerbehebung beim Import von Catia Daten

Für die Baugruppen TRW_1 und TRW_2 gilt die Besonderheit, dass die erzeugten STEP-Files in ein System mit der Modellgenauigkeit 0.02 mm geschrieben werden. DieAnforderungen bei VW fordern Pro/ENGINEER Daten mit 0.01 mm absoluter Genauigkeit.

Folgende Aspekte sind bei dieser Ausgangssituation zu beachten:

Die Konvertierung vom Groben ins Feine entspricht nicht den Empfehlungen der „Accuracy IIInvestigation“.

Die Vorgabe einer gewünschten Genauigkeit beim Import von Baugruppen Daten ist inPro/ENGINEER Version 20 nicht möglich.

Diese durchaus schwierige Ausgangssituation ist zusätzlich durch die Abweichungen dereinzelnen Prozessoren erschwert worden. Nach aufwendigen Tests und ausdauerndenKonvertierungsversuchen mit den beteiligten Gussteilen ist dann eineKonvertierungsmethode entwickelt worden, die den Ansprüchen der beteiligten Unternehmengenügt. Die Konvertierungsmethode läßt sich wie folgt beschreiben:

• Aus den Catia-Baugruppen wird mit dem Prozessor ComSTEP 3.1.2.0 ein STEP-Fileerzeugt.

• Das STEP-File wird in ein Pro/ENGINEER Bauteil mit der Genauigkeit 0.02 mm absolutimportiert.

• Die Genauigkeit wird im Pro/ENGINEER Bauteil nach dem erfolgreichen Import derSolid-Geometrie auf 0.01 mm absolut gesetzt.

Diese Lösung vermeidet die direkte Konvertierung vom Groben ins Feine und sie umgeht diefehlende Genauigkeitseinstellung in Pro/ENGINEER Baugruppen durch die Verwendungeines Parts. Die Konsequenz hiervon ist der Verlust der Baugruppenstruktur. Für diebetroffenen Prozessketten muss dies kein Nachteil sein. Für die DMU-Prozesskette kann dieleichtere Handhabung des resultierenden Files sogar als Vorteil erscheinen.

Die beiden folgenden Bilder zeigen die konvertierte Geometrie als Pro/ENGINEER Bauteil:



Abbildung 4-1: Baugruppe TRW_1 importiert in Pro/ENGINEER

In Baugruppe TRW_1 wurde die Gussgeometrie SOL_30 durch eine überarbeitete Versionersetzt, hierbei mussten drei Rundungen unterdrückt werden.(Korrekturmaßnahme beschrieben in Anhang 7.9 Fehlerkorrektur TRW)Alle anderen Solids wurden im Original-Zustand konvertiert.



In Baugruppe TRW_2 wurden alle Solids im Original-Zustand konvertiert.

Abbildung 4-2: Baugruppe TRW_2 importiert in Pro/ENGINEER



4.2 Rückmeldung der Vendoren

4.2.1 Rückmeldungen PTC

Die nachfolgend dargestellten Problemfälle wurden in den Büros der ProSTEP GmbH vonHerrn Milewski als PTC Mitarbeiter analysiert. Bei den ersten beiden Bauteilen ging es umModelle, bei denen der Anwender keine eindeutigen Rückschlüsse aus den Geom Check-Informationen ziehen kann.

Bauteil 1328_368_002_ez zeigt einenGeom Check an einer Rundung, die keineProbleme für die resultierende Geometrieerzeugt. An einer anderen Stelle mit einemechten Realitätsproblem wird kein GeomCheck angezeigt (CAD/IQ zeigt einen Gapvon 0.0235 mm an).

Abbildung 4-3: 1328_368_002_ez aus Baugruppe ZF_2

Modell 7691_001_141_ez001 zeigt einen GeomCheck im Bereich der gemusterten Taschen.Zusätzlich zu dieser Problemzone müssen zweiRundungen maßlich geändert werden, bevor dieGenauigkeit absolut 0.01 mm eingestellt werdenkann.

Abbildung 4-4: Bauteil 7691_001_141_ez001 aus Baugruppe ZF_1

Herr Milewski konnte zeigen, dass die Probleme im Prinzip vermieden werden können, wenndie Modelle von Anfang an in absoluter Genauigkeit abgespeichert werden. Herr Milewskiwurde außerdem über das im Anhang 7.15 beschriebene Prozessor-Hyperbelprobleminformiert.Das Bauteil 894110314___a07 wurde Herrn Milewski in einer vereinfachten Version zurVerfügung gestellt, um die Umstände zu klären, unter denen eine nicht regenerierbareSkizze zur Modellgeometrie gehören kann.



Abbildung 4-5: Bauteil 894110314___a07 aus Baugruppe Wabco_1

Statement von Herrn Milewski:

So ist das von Herrn Sachse (ProSTEP) beschriebene "Hyperbel Problem" bereits in derlaufenden Version Pro/ENGINEER 2000igeloest und ist spaetestens ab der Version Pro/ENGINEER 2000i2 kein Diskussuionsthemamehr.Desweiteren unterstuetzt Pro/ENGINEER ab Version 2000i auch den Import vonFlaechendaten hoeheren Polynomgrades.

Um dem immer groesser werdenden Interesse am Thema Datenqualitaet gerecht zu werden,wird Pro/ENGINEER ab Version 2000i3 ueberein Pruefwerkzeug verfuegen, welches den Anforderungen der VDA4955 Richtlinieentspricht. Eine Zertifizierung dieses Prueftools wird ebenfalls angestrebt.In diesem Rahmen werden auch die Pro/ENGINEER - Systemmeldungen einen groesserenInformationsgehalt bekommen.

4.2.2 Rückmeldungen Debis

Die Problemfälle des Debis-Prozessors wurden von Herrn Winfried Weber als Mitarbeitervon Debis analysiert. Herr Weber erhielt die STEP-Files von fünf Modellen aus derBaugruppe Wabco_1, die in Anhang 7.4 mit dem Hinweis ‚Prozessor‘ gekennzeichnet sind.Seine Rückmeldung zu diesen Modellen lautet:

Mit COM/STEP V4.0.1 können alle STEP Files4722510114____a01_.stp4802026204____a01_.stp8101260624____a08_.stp8101260754____a08_.stp8940708814____a07_.stp

komplett eingelesen werden (SOLE erzeugt). Insbesondere ist damit das Problem mit derungewöhnlich orientierten Kegel-Achse gelöst.COM/STEP V4.0.1 ist momentan in der Freigabeprüfung und wird im April verfügbar sein.



Herr Weber beschreibt außerdem, dass der COMSTEP-Prozessor keine Hyperbeln inkanonischer Form als Face-Berandung erzeugt. Dieses, in Anhang 7.15 beschriebeneProblem, wurde irrtümlich an Debis adressiert.

Zwei Catia-Modelle von TRW Koblenz, die beim Export mit COMSTEP 3.1.2.1 zu Verlustenführten, wurden ebenfalls von Debis analysiert. Herr Weber schreibt zu diesen Problem-fällen:

Eine Analyse der Catia ModelleK323461_SOL_13K323532_SOL514bzw. der entsprechenden mit COM/STEP V4.0.1 erzeugten STEP Files ergab folgendes:• catcln meldet keine Fehler

• der Zyklustest Catia ->STEP -> Catia ist mit COM/STEP V4.0.1 in beiden Fällenerfolgreich.

• beide STEP Files können erfolgreich nach Pro/ENGINEER 2000i importiert werden.Dabei stimmen VOLUME und CENTER OF GRAVITY der Solids in Pro/ENGINEER mitden Werten der Catia Solids überein.

Abbildung 4-6:: Catia-Bauteile von TRW-Koblenz für debis Systemhaus

4.2.3 Rückmeldungen Dassault

Dassault erhielt fünf Catia-Files, deren exportierte STEP-Files von Pro/ENGINEERunvollständig eingelesen wurden. Die Daten wurden von Herrn Alain Roche als Mitarbeitervon Dassault bearbeitet. Zur Beschreibung des Hyperbelproblems, welches zusammen mitModell K323461_SOL19 an Dassault adressiert wurde, erhielten wir folgende Antwort vonHerrn Roche:

About "Hyperbelproblem" I read Mr Volker Sachse's analysis. Myunderstanding is that Catia generates some faces with edges havingHyperbola support. These edges are defined by intersecting a conicalsurface with a plane including its axis : Catia is right. And Catiais able to read its own STEP file.My conclusion is that there is nothing to reproach Catia. The problem isonly in the target system.

K323461_SOL13K323461_514



Nr. K323461_SOL2

Damit wurde der Problemfall an PTC weitergereicht. Das Kegelproblem, welches in Anhang7.14 beschrieben wird, ist für den Dassault-Prozessor nicht relvant, das entsprechendeBauteil kann vom Dassault-Prozessor 4.2.0 problemlos eingelesen werden. Für zwei andereProblemfälle, die bei Dassault vorliegen, müssen zusätzliche Informationen über dieerforderlichen Genauigkeiten im Zielsystem Pro/ENGINEER ausgetauscht werden. Hierkonnte noch keine weiterführende Analyse durchgeführt werden. Beide Modelle liegen HerrnRoche als Catia-Modelle vor, sie sind nachfolgend abgebildet.

Abbildung 4-7: Catia-Bauteile von TRW-Koblenz für Dassault

Nr. K323532_SOL25



4.3 Korrektur konstruktiver Modellfehler

4.3.1 Kleinteile

Wie in Kapitel 3.2.3 ausgeführt entstehen Problemzonen in Kleinteilen durchUnachtsamkeiten der Konstrukteure. Eine Korrektur erfolgt analog zu den Fehlertypen:

1. Problemzonen werden durch Ausrichtungen oder hinzugefügte Tangentenbedingungenbeseitigt.

2. Problemzonen werden durch die sinnvolle Wahl von geometrischen Abmessungenbeseitigt.

3. Problemzonen können durch Vermeidung bestimmter Systemfunktionen verhindertwerden, was keine Korrektur darstellt, sondern vielmehr einem „Work around“ entspricht.

Eine ausführliche Beschreibung der durchgeführten Korrekturmaßnahmen findet sich imAnhang in den Abschnitten 7.10 bis 7.13. Im Folgenden drei Beispiele:

Abbildung 4-8: Bauteil 8971068994 aus Baugruppe Wabco_1

Abbildung 4-9: Bauteil K323461_SOL_13 aus Baugruppe TRW_1

Der Steg dieser Dichtung wird miteinem Konstruktionselementerzeugt, welches eine tangentialeAusrichtung zur Grundkonturzulässt.

Die Abmessungen der Grundkörperwerden so verändert, dass keineberührenden Kanten bei ihrerVerschneidung auftreten



Abbildung 4-10: Bauteil K323532_SOL_3762 aus Baugruppe TRW_2

4.3.2 Schmiede- und Gussteile

Wie in Kapitel 3.2.3.2 beschrieben wurde, entstehen die Problemzonen bei Schmiede- undGussteilen in den meisten Fällen durch die Verknüpfung von Rundungen und Formschrägen.Selbst wenn die Identifikation einer einzelnen Problemzone möglich ist, bleibt die Korrektureines solchen Modells ein sehr aufwendiges Unterfangen.

Als Beispiel kann hier SOLID_30 aus der Baugruppe TRW_1 dienen, wo letztendlich nur einUnterdrücken der Rundungen übrigblieb, da alle maßlichen Änderungen der Radien zu nichtregenerierbaren Zuständen führten.

Ein weiteres Beispiel ist in Anhang 7.13 Modellanalyse Audi dokumentiert. Eine von CAD/IQermittelte Problemzone zeigte einen auffallend großen Gap zwischen zwei Rundungen. Einemaßliche Änderung zur Entflechtung der beiden Radien war nicht möglich, der verwendeteRundungstyp „Rollig Ball, Circular, Corner Sphere“ widersetzte sich jeder praktischsinnvollen Veränderung.

Bei den genannten Beispielen befinden sich die Modelle in einem Zustand, bei dem eineVielzahl von Rundungen das Ende des Modellbaums bilden. Der Konstrukteur sieht sich beider Gestaltung der Rundungenin einer schwierigen Endphaseder Modellierung und er hat inder Regel keine Zeit seinevorhergehenden Schritte kritischzu überprüfen. Als Beispiel sollhier ein frühes Stadium desModell B-Lagerbock dienen.Das nebenstehende Bild zeigtdas Modell nach 74Konstruktions-elementen.

Abbildung 4-11: Modell Lagerbock

Die Spiegelung eines Dittoswird durch die MIRROR-Funktion unter SOLIDE ersetzt.




Alle Flächen sind mit einzelnen Formschrägen versehen, die sich teilweise an einerTrennebene treffen und dort eine scharfe Kante erzeugen. Später wird eine Rippe angebaut,die teilweise die Trennebene überdeckt. Die Kante, die durch die Trennebene erzeugt wird,verhindert ein gleichmäßiges Verrunden des Rippenansatzes, der nachfolgend mit einemPfeil gekennzeichnet wird.

Abbildung 4-12: Bauteil B-Lagerbock von Audi für ZF-Lemförder

Die Innenkontur des Bauteils muß ebenfalls mit Formschrägen ausgestattet werden, wasdurch einige Versteifungsrippen erschwert wird. Ein Lösungsansatz, um solche komplexenAufgaben in überschaubare Einzelschritte zu zerlegen, besteht in der Modellierung vonHilfsmodellen. Im vorliegenden Beispiel wäre dies die Modellierung eines oberen und einesunteren Hilfsmodells, die den formgebenden Teilen der beteiligten Schmiedewerkzeugeentsprechen würden. Die Verknüpfung der beiden Hilfsmodelle kann in einer Baugruppestattfinden.

Abbildung 4-13: Erstes Schema Modellstruktur Schmiede- und Gussteile

Obere Bauteil-geometrie

Hilfsbaugruppe

Untere Bauteil-geometrie

ResultierendeGeometrie




Eine solche Struktur setzt voraus, dass ein Mindestmaß an Information in beidenAusgangsmodellen zur Verfügung steht. Die gemeinsame Fläche von Ober- und Unterteilmuss zusammenpassen.

Es ist deshalb naheliegend, für diese Hilfsmodelle eine einheitliche Modellstruktur zuverlangen und die Konstruktion mit den gleiche Hilfselementen zu beginnen, mit denen dieKonstruktionsabsicht im Modellverankert wird. Für ein Gussteilaus der Baugruppe Wabco_1wurde ein Referenzmodellerzeugt, das diesenModellierungsansatz alspraxistaugliches Beispieldemonstriert.

Das nebenstehende Beispielzeigt den Beginn einerGusskonstruktion durch dieBeschreibung der Konstruk-tionsabsicht durch einfache 2D-Bezugskurven.

Abbildung 4-14: Basiskurven für Referenz-Geometrie

Durch die Erweiterung des Modells mit zusätzlichen Bezugskurven kann die Verwendungvon einzelnen Formschrägen vermieden werden. Im vorliegenden Beispiel wurde diegeometrische Ausprägung der Formschrägen durch Offset-Bildung von vorhandenenKurvenzügen generiert. Der Formschrägenwinkel kann durch einen einheitlichen Parameterdefiniert werden.

Abbildung 4-15: Definition von Formschrägen in der Basisgeometrie

Die im Folgenden dargestellte Geometrie resultiert aus der Verknüpfung zwischen einemKernmodell und einem Hüllmodell. Der größte Teil der Verrundungen wurde nach derVerknüpfung erzeugt, d.h. die Hilfsmodelle entsprechen der Basisgeometrie von Kern- undGussmodell.

Parameter zur Fest-legung desFormschrägenwinkel

Bezugskurve erzeugtdurch Offset-Bildung



Abbildung 4-16: Resultierende Referenzgeometrie

Die Verknüpfung zwischen den gemeinsamen Bezugskurven von Hüllgeometrie undKerngeometrie kann durch unterschiedliche Maßnahmen aufgebaut werden. EineMöglichkeit besteht darin, die gemeinsamen Abmessungen durch Gleichungen in derHilfsbaugruppe zu verbinden.

Abbildung 4-17: Darstellung der Verknüpfung von Außen- und Kerngeometrie

Nach dem Erzeugen einer Rohteil-Geometrie gilt es ein Fertigteil abzuleiten und beideGeometrien für unterschiedliche Zeichnungen zu verwenden. Dies könnte zu einer weiterenAufteilung der Modellstruktur führen. Etwa analog zum folgenden Bild:



Abbildung 4-18: Zweites Schema Modellstruktur Schmiede- und Gussteile

Es ist verständlich, dass die hier dargestellte Aufbereitung einer Gusskonstruktion höhereAnforderungen an die Datenverwaltung und die Kommunikation zwischen den beteiligtenKonstrukteuren stellt.

Bei dem Original-Bauteil 4802020104 aus der Baugruppe Wabco_1 wurden die kompletteGeometrie in einem Pro/ENGINEER Modell erzeugt. Die für die Datenübertragungwichtigsten Eigenschaften sind in folgendem Bild zu erkennen:

Abbildung 4-19: Analyseergebnisse der Ursprungsgeometrie

Das nächste Bild zeigt die innerhalb des Projektes erzeugte Referenzgeometrie, die einemvereinfachten Modell des dazugehörigen Gussteils entsprechen würde. Durch dieVerwendung von Bezugskurven konnte auf den Einsatz der Formschrägen-Funktionverzichtet werden. Es wurden außerdem nur einfache Rundungsfunktionen verwendet.Für die Gestaltung der Rippe wurde auf Surface-Funktionen von Pro/ENGINEERzurückgegriffen. Die CAD/IQ-Analyse zeigt etwas bessere Werte als beim Original-Modell.

Hüll-geometrie

Hilfsbaugruppe

Kern-geometrie

Guss-geometrie

Fertigteil-geometrie

Gussteil 4802020104,

Dateigröße 14.1 MByte,

Genauigkeit relativ,

416 K-Elemente

CAD/IQ-Analyse:

3 Gaps mit 0.019 mm

Min. Edge = 0.0263 mm

(11 Edges < 0.1 mm)



Abbildung 4-20: Analyseergebnisse der Referenzgeometrie

Ein Qualitätsmerkmal der Referenzgeometrie ist, dass durch die Bezugskurven eine gezielteVeränderung der Bauteilabmessungen zu erreichen ist. Damit bleibt ein wesentlicher Vorteilparametrischer Modellierungtechniken erhalten. Die verwendete Modellstruktur befindet sichim Einklang mit den Vorschlägen, die in Kapitel 4.3 für die DMU-Prozesskette gemachtwurden.Um in einer übergeordneten Baugruppe auf eine vereinfachte Darstellung der Gusskonturzugreifen zu können, muss die Fertigteilgeometrie in einem Modell mit Baugruppen-Funktionalität erzeugt werden. In diesem Modell lassen sich dann mehrereDarstellungsformen der Gussgeometrie verwalten. Die Elemente zur Erzeugung derFertigteilbearbeitung sollen als Baugruppen-Elemente nur auf die Basisgeometrie desGussmodells Bezug nehmen.Die zu empfehlende Struktur läßt sich wie folgt darstellen:

Abbildung 4-21: Drittes Schema, empfohlene Modellstruktur Schmiede- und Gussteile

Hüll-geometrie

Guss-geometrie

Kern-geometrie

Fertigteil-geometrie

CAD/IQ-Analyse:

Gaps < 0.004 mm

Min. Edge = 0.02 mm

( 9 Edges < 0.1 mm )

Dateigröße 6.4 Mbyte + 3.9 Mbyte,

Genauigkeit absolut 0.01 mm,

Konstruktionselemente: 115 + 51



4.4 Optimierung der DMU-Prozeßkette

Die Untersuchungen zur DMU-Prozesskette werden zu Beginn des Projekts von denAnforderungen der Nutzfahrzeugentwicklung bei DaimlerChrysler initiiert. Zunächst steht dieReduktion der beim Datenaustausch auftretenden Datenmengen im Vordergrund, begleitenddazu soll die Handhabbarkeit der Daten und die Eindeutigkeit von Systemschnittstellen ausSicht des Gesamtfahrzeugs verbessert werden.Aus Sicht des Lieferanten gilt es, den Aufwand zur Datenaufbereitung klein zu halten und dienotwendigen Tätigkeiten zu automatisieren. Die Auswahl von Modell-Elementen, die beimDatenaustausch innerhalb einer DMU-Prozesskette unterdrückt werden können, soll nacheindeutigen, reproduzierbaren Kriterien erfolgen.

4.4.1 Verwendung von vereinfachten Darstellungen

Die vereinfachte Repräsentation eines Modells entsteht durch das Unterdrücken vonModellelementen vor dem Datenaustausch. Zusätzliche Vereinfachungen entstehen durchdie Verschmelzung von Baugruppenstrukturen zu einem einzigen Modell im Zielsystem. DieVereinfachung von Modellen unterstützt unterschiedliche Anwendungen im Zielsystem, dazuzählen• Der Aufbau grosser Bauräume in CAD-3D zur ergänzenden Konstruktion und

Modifikation von Bauteilen• die Simulation von Montagevorgängen und• die Visualisation von Gesamtsystemen.

Diese Anwendungen erfordern leicht kontrollierbare Ersatzmodelle, welche durch dieReduktion des Detaillierungsgrades aus den Ursprungsmodellen abgeleitet werden können.Die Eigenschaften, die zu reduzierende Modellelemente auszeichnen, sind:

• Modellelemente zur Modellierung detaillierter Gestalt, wie z.B. Rundungen, Fasen undAushebeschrägen

• Allgemeine Elemente, die im Verhältnis zum Gesamtteil sehr klein sind• Elemente, welche ohne Bedeutung für die weitere Verwendung des Modells sind

(Schriftzüge, firmeneigene Kennzeichnungen, Gravurschriften).

Strukturierte Modellierung und vereinfachte Darstellungen

Um das gezielte Identifizieren, Selektieren und schließlich Unterdrücken bestimmterModellelemente zu erleichtern, soll die Modellstruktur eine entsprechende Gliederungaufweisen. Die Gliederung repräsentiert die unterschiedlichen Ausprägungen des Modellsanalog zur Reihenfolge, in der die Konstruktionselemente entstehen.Die Aufteilung des Modellbaums in drei Abschnitte soll hier als allgemeine Empfehlungverstanden werden. Der vordere Abschnitt im Modellbaum wird in Kapitel 4.3.2 bei derAbleitung von Gusskonstruktionen verwendet.



Modellstruktur: Bezugsgeometrie-Grobgeometrie-Feingeometrie

Abbildung 4-22: Strukturierung von CAD-Modellen am Beispiel Wabco_1

Umsetzung in vorhandenen Pro/ENGINEER Bauteilen

Mit Hilfe der Pro/ENGINEER Funktion ‚Reorder‘ werden die nicht DMU-relevantenKonstruktionselemente an das Ende des Modellbaumes gebracht. Dadurch ist eineUmstrukturierung ohne vollständige Neukonstruktion möglich.

Zur Aufteilung der Modellstruktur werden im Modellbaum zwei Bezugselemente, sogenannte„Evaluate-Features“, eingefügt. Diese Elemente besitzen keine geometrische Ausprägungund werden hier als Kommentar-Zeilen in den Modellbaum eingefügt. „DTM_SECTION“ steht

Bezugsgeometrie

Grobgeometrie

Feingeometrie

Markierungs-Feature

Markierungs-Feature



am Ende des Abschnitts mit den Bezugselementen, „DMU_SECTION“ wird vor die Elementezur Feingestaltung gesetzt.

Unter Verwendung der Funktion „Simplfd Rep“ aus dem Part-Menü lassen sich gezieltElemente ausblenden. Nach der Definition des DMU-Bereiches sind die einzelnenArbeitsschritte wie folgt:

Part-Menü: Simplfd Rep → CREATE → Name = “DMU“ → DONE → Features → INCLUDE→ Selektion des DMU-Bereiches mit FROM-TO → DONE

Automatisierung

Die effektive Nutzung der Funktion „Vereinfachte Darstellung“ setzt die Definition einereinheitlichen Markierung (z.B. „DMU_SECTION“) innerhalb des Modells voraus. DieErzeugung einer vereinfachten Darstellung, die sich an der vorgegebenen Struktur orientiert,läßt sich mit Hilfe eines Trailfiles (s. Anhang 7.16 DMU-Auswertung) automatisieren.

Die Verwendung vorhandener Funktionen von Pro/ENGINEER ermöglicht, die Modelle vorder Erzeugung eines STEP-Files zu vereinfachen. Dies geschieht im Baugruppenmodus undsetzt wieder eine einheitliche Namensgebung für die vereinfachten Darstellungen voraus(hier beispielhaft „DMU“ gewählt).Die Auswirkungen einer vereinfachten Darstellung sollen zunächst an einem Einzelteiluntersucht werden:

Abbildung 4-23: Original und vereinfachte Darstellung, Beispiel Welle

Die DMU-Section des Modells enthält 2 Schnitte (Passungen), 4 Einstiche und eine Gruppevon 6 Fasen. Die Tabelle listet die wichtigsten geometrischen Elemente der erzeugten



STEP-Dateien auf. Die deutliche Reduktion der Elementanzahl, sowie der entsprechendenDateigrößen liefert einen ersten Eindruck über die Auswirkungen einer vereinfachtenDarstellung. Die Anzahl der übertragenen Flächen wird analog zur Datenmenge mehr alshalbiert.

Um die Abhängigkeit zwischen der Anzahl der Flächen im STEP-File und den darausresultierenden Dateigrößen sowohl in Pro/ENGINEER als auch in Catia genauer zuuntersuchen, wurden weitere Pro/ENGINEER-Modelle vereinfacht. Es handelt sich um dieSechskantschraube 8101260624 aus der Baugruppe Wabco_1 und um den Schraubsockel4722510114 aus der gleichen Baugruppe. Ergänzende Auswertungen sind im Anhang ‚7.16DMU-Auswertung‘ zu finden.

Abbildung 4-24: DMU-Darstellung von Einzelteilen Wabco_1

Die folgende Tabelle zeigt die Auswertung für die resultierenden Dateigrößen und die imSTEP-File beschriebenen Flächen:

Bezeichnung System

OriginalModellDateigröße

OriginalModellFlächen

DMU-Section DMU-SectionFlächen

Pro/E 226 KB

STEP 32 KB 25 16 KB 14

SechskantSchraube

Catia 121 KB * 48,5 KBPro/E 2,9 MBSTEP 1,0 MB 551 0,06 MB 45

Schraubsockel

Catia 2,6 MB* 0,5 MB

Tabelle 4.4.1: Modellgrößenvergleich: Pro/ENGINEER, STEP,Catia

Die mit * gekennzeichneten Tabelleneinträge gelten für Catia Modelle, die nicht als Soliderzeugt werden konnten (Modellelement Closed Volume). Die Erzeugung eines Solids(Modellelement SOLIDE) würde die Größe der Catia Modelle ungefähr verdoppeln. Im Fallder Sechskantschraube scheitert die Abbildung als Catia-Solid an dem unter 7.14



beschriebenen Kegelproblem. Der Schraubsockel wird vom Dassault-Prozessor erfolgreichkonvertiert, es entsteht dann ein Catia-Modell mit 4.07 Mbyte.

Das Datenvolumen der erzeugten Files hängt von der Anzahl der Flächen und vomPolynomgrad, d.h., von der Komplexität der betroffenen Flächen, ab. Nur für einfacheGeometrien läßt sich erkennen, daß sich die Anzahl der Flächen proportional zu der Größeder STEP-Datei verhält. Eine ausführliche Beschreibung der Zusammenhänge ist in Kapitel3.3 zu finden. Für das Bauteil „Schraubsockel“ reduziert sich die Datenmenge fast um daszwanzigfache, während die Anzahl der Flächen nur um den Faktor 10 reduziert wurde.

Das Unterdrücken von Elementen durch die „DMU-Section“ hat den größten Effekt, wenn essich auf die Feingestalt der Außenkontur auswirkt. Die betroffenen Elemente sind Radien,Fasen, Formschrägen und gegossene Schriftzüge. Die eigentliche Form der Bauteile sollteunverändert bleiben. Die resultierende Geometrie sollte sich auch für andere Prozeßketteneignen, z.B. für die web-basierende Präsentation von Produktdaten.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen, wie die resultierenden Datenmengen durch das gezielteUnterdrücken von Elementen reduziert werden. Die Vereinfachung mittels der vorgestelltenMethode erlaubt nebenbei eine fehlerfreie Konvertierung „Solid zu Solid“, da allerisikoreichen Modellgeometrien unterdrückt werden.



4.4.2 Baugruppe Wabco_1 für DaimlerChrysler

Dieses Kapitel orientiert sich an den bestehenden Randbedingungen derDatenaustauschbeziehungen zwischen WABCO und der Nutzfahrzeugentwicklung vonDaimlerChrysler. Das CAD-System Pro/ENGINEER wird von WABCO dazu eingesetzt,Funktionseinheiten von Fahrzeugbremssystemen geometrisch zu beschreiben. DerDatenaustausch mit DaimlerChrysler erfolgt über das neutrale STEP-Datenformat, wobei dieModelle im Zielsystem als geschlossene Solid-Geometrie ankommen sollen. Dieresultierenden Datenmengen sollen erheblich reduziert werden, eine Datenmenge von 15Mbyte wird als Kundenwunsch formuliert.

Abbildung 4-25: Baugruppe WABCO_1

Vorgehensweise

Laut Aussage von WABCO ließ sich die Baugruppe Wabco_1 nicht nach Catia übertragen.Randbedingungen und Zielsetzung:

• Ausgangssystem: Pro/ENGINEER V20-9921• Zielsystem Catia V4.2.0 DaimlerChrysler-Umgebung• Pro/ENGINEER V20 zu Catia V4.2.0 über COMSTEP 3.1.2.1-Prozessor• Größe des Datenvolumens gilt als Qualitätskriterium• Importierte Geometrie soll als Solid (Modellelement SOLIDE) in Catia abgebildet werden



4802026504Gußteil

13,3

3,74,1

0,6

18

3,8

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Original DMU-Section

MB

OriginalgrößeSTEPCATIA

1. Schritt: Aufteilung der Modellstruktur aller Bauteile in drei Bereiche

Mittels der Funktion Pro/ENGINEER „Reorder“ werden alle Bauteile bearbeitet und soweitwie möglich in die Struktur Bezugselemente – Grobgeometrie – Feingeometrie gebracht.Dabei werden die einzelnen Konstruktionselemente in einer neuen Reihenfolge angeordnet,ohne die ursprüngliche Geometrie zu verändern. An manchen Stellen müssen Elemente neureferenziert werden, um eine Umsortierung zu ermöglichen. Zur Aufteilung der Modellstrukturwerden im Modellbaum zwei Bezugselemente gesetzt („DTM_SECTION“ und„DMU_SECTION“) , wie es im vorhergehenden Abschnitt 4.3.1 beschrieben wird.

2. Schritt: Aktivieren der vereinfachten Darstellung

In den Bauteilen wird die vereinfachte Darstellung „DMU“ aus der Aufteilung derModellstruktur abgeleitet (Trailfile siehe Anhang 7.16).In der Baugruppe wird eine vereinfachte Darstellung mit dem Namen „DMU“ erzeugt. EinigeBauteile werden in dieser Darstellung komplett unterdrückt. Dies betrifft Bauteile, die imInnern der Baugruppe liegen.In der Baugruppe wird die vereinfachte Darstellung „DMU“ aktiviert, im nächsten Schritt wirdeine Verknüpfung mit den DMU-Darstellungen der äußeren Bauteile erzeugt.

3. Schritt: Konvertierung in STEP-Format und Import in Catia

Die nachfolgenden Bauteile sollen einen Eindruck der durchgeführten Modifikationen undihrer Auswirkungen auf Konvertierbarkeit und Dateigröße liefern. Eine detailliertereAuswertung ist dem Anhang zu finden.

Abbildung 4-26: Original und VereinfachteDarstellung von Bauteil 4802026504 ausBaugruppe Wabco_1



4802026204Rad

18,6

0,7

8,6

0,04

15,1

0,410

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


MB


Abbildung 4-27: Original undVereinfachte Darstellung vonBauteil 4802026204 ausBaugruppe Wabco_1

Die Ergebnisse für die Gesamtbaugruppe:

Abbildung 4-28: Ergebnisse für die gesamte WABCO-Baugruppe

Fazit:

• Das Erzeugen eines vereinfachten DMU-Modells erzielt im vorliegenden Beispiel eineDatenreduktion um den Faktor 2,5.

• Pro/ENGINEER Modelle lassen sich sinnvoll strukturieren.

Baugruppe

92,1

32,6

8,8

125,5

51,2

0

20

40

60

80

100

120

140


MB




Aus der Struktur der Modelle ergeben sich Vorteile für den Konstrukteur, er kannzusätzliche Konstruktionselemente leichter einfügen anstatt sie anzuhängen.

• Strukturierte Modelle lassen das Unterdrücken von kleinen Elementen am Ende desModellbaums zu, ohne die wesentlichen Bauteilabmessungen zu verändern.Dieser Vorgang wird in Pro/ENGINEER durch die Funktion „Vereinfachte Darstellung“unterstützt.

• Der Zugriff auf vereinfachte Darstellungen ist über die Baugruppe möglich und relativeinfach durchzuführen.

• Durch Kombination mit der nachfolgend beschriebenen ShrinkWrap-Funktion lassen sichdie geforderten Datenreduzierungen erzielen.

ShrinkWrap-Funktion

Ab Version 2000i bietet Pro/ENGINEER eine Funktionalität, die erlaubt, eine Hüllgeometrieaus Baugruppen abzuleiten und somit ein repräsentatives Modell zu erzeugen, welches nureinen Teil der ursprünglichen Datenmenge besitzt. Diese Applikation soll in Zusammenhangmit den Anforderungen der DMU-Prozesskette bewertet werden. Der erste optische Eindruckdes ShrinkWrap-Modells ist für das vorliegende Beispielzufriedenstellend.

Abbildung 4-29: ShrinkWrap-Modell der WABCO-Baugruppe

Zur genaueren Analyse der Funktion werden ShrinkWrap-Modelle der WABCO-Baugruppe erzeugt und über das STEP-Format nach Catia impotiert.Beim Erzeugen der Hüllgeometrie hat man die Möglichkeit, Bohrungen automatisch füllen zulassen. Diese Einstellung soll ebenfalls berücksichtigt werden.

Es sind folgende Ausführungen untersucht worden:

• Die Originalbaugruppe,• Die Hüllgeometrie, die aus der Originalbaugruppe durch Verschmelzen der

Volumenkörper ohne die Funktion „AutoBohrung-Füllen“ entsteht,• Die Hüllgeometrie, die aus der vereinfachten Darstellung ohne „AutoBohrung-Füllen“

entsteht ,• Die Hüllgeometrie, die aus der vereinfachten Darstellung mit „AutoBohrung-Füllen“

entsteht,• Die Hüllgeometrie, die aus der vereinfachten Darstellung mit „AutoBohrung-Füllen“

entsteht. Ergänzung um fünf Bezugspunkte zur Kennzeichnung der Anschlußbohrungen,Pro/ENGINEER Genauigkeit 0.01 mm absolut.



Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in folgender Tabelle zusammengefaßt.

Original Modell Anzahl der FlächenBaugruppe Pro/E 92,1 MB

STEP 32,6 MB 11.479Original Catia 125,5 MB*

SW –Modell Pro/E 5,7 MBSTEP 21,6 MB 3.765Catia 31 MB*

SW –Modell Pro/E 1,3 MBDMU + SW STEP 5,8 MB 1642

Catia 19,9 MB

SW –Modell Pro/E 0,745 MBDMU + SW mit Auto- STEP 3,34 MB 884Bohrung-Füllen Catia 9,9 MB

SW –Modell Pro/E 0,75 MBDMU + SW mit Auto- STEP 3,34 MB 884B-Füllen+ Bezugspunkte Catia 9,9 MB

Tabelle 4.4.2: Auswertung der ShrinkWrap-Funktion

Die mit * gekennzeichneten Tabelleneinträge gelten für Catia-Modelle, die nicht vollständigals Solid erzeugt wurden. Die Erzeugung eines einzelnen Solids (SOLIDE) würde die Größedes resultierenden Catia-Modells ungefähr verdoppeln, in der Baugruppe gilt dies nur für dienicht vollständig übertragenen Solids.

Auswertung

Alle ShrinkWrap-Modelle (in der Tabelle mit SW abgekürzt) wurden mit Qualitätslevel 1(niedrigster einstellbarer Wert, gleichbedeutend mit grober Auflösung) erzeugt.

• Die ShrinkWrap-Funktion ist zur Erzeugung eines Volumenmodells nur in Baugruppenanwendbar.

• Das ShrinkWrap-Modell verliert jede Referenz zur Ursprungsgeometrie.• Eine Einstellung über Qualitätslevel 3 führte zu sehr langer Wartezeit bis hin zum

Systemabsturz.• Durch die Kombination von ShrinkWrap-Funktion und DMU-Darstellung kann die

Datenmenge deutlich reduziert werden.

Bewertung: AutoBohrung-Füllen.

• Das vom SW-Modell (DMU+SW) erzeugte STEP-File enthält annähernd doppelt sovielFlächen, wie die beiden mit „AutoBohrung-Füllen“ erzeugten Geometrien. Diese Modellemit einer resultierenden Catia-Filegröße unter 10 MB werden als Vollkörper erzeugt und



enthalten dadurch keine innenliegenden Flächen. Die Unterschiede zwischen den SW-Modellen mit und ohne „AutoBohrung-Füllen“ sind dem Anhang 17 zu entnehmen. DerNachteil der Vollkörper-Geometrie besteht darin, dass für die Weiterverarbeitungeventuell wichtige Anschlußbohrungen aufgefüllt werden. Es ist möglich, in den SW-Modellen Bezugspunkte zu definieren und diesen Punkten Namen zuzuordnen. DiePunkte werden mit den dazugehörigen Bezeichnungen in das resultierende Catia-Modellübertragen. Die an den Mittelpunktspositionen eingesetzten Bezugspunkte sindallerdings kein vollständiger Ersatz. Hier wäre es erstrebenswert, die ShrinkWrap-Funktionalität zu erweitern. Der Anwender sollte die Möglichkeit bekommen, einzelneBohrungen auszuwählen, die erst ab einer bestimmten Tiefe aufgefüllt werden sollen.Dadurch könnten wichtige Elemente der Außenkontur erhalten bleiben. Weiterhin wärees für den Anwender wünschenswert, eine Teilegenauigkeit von 0,01 mm absolut alsVoreinstellung verwenden zu können.

4.4.3 Baugruppe Wabco_2 für BMW

Die im vorangegangenen Abschnitt erzielten Ergebnisse sollten an einer zweiten Baugruppeüberprüft werden. Gleichzeitig ging es um die Erfassung der Bearbeitungszeit für dienachträgliche Aufbereitung einer Baugruppe mit einer vorhandenen Arbeitsmethode.

Aus der Pro/ENGINEER Baugruppe Wabco_2 entsteht nach normaler Konvertierung mitdem Dassault-Prozessor 4.2.0 ein Catia-Modell mit 17,85 Mbyte. Die nachträglicheBearbeitung zum Einfügen und Aktivieren der DMU-Elemente dauerte 70 Minuten.

Abbildung 4-30: Baugruppe Wabco_2 in „Vereinfachter Darstellung“



Das resultierende Catia-Modell hatte eine Größe von 10,5 Mbyte. In Anhang 7.17 sind dieEinzelteile mit der Anzahl der unterdrückten Elemente aufgelistet. Abbildung 4-10 zeigt dieBaugruppe in einer vereinfachten Darstellung, die mit der Methode des vorangegangenenKapitels erzeugt wurde.

Die Anwendung der ShrinkWrap-Funktion zeigte bei dieser Baugruppe keinezufriedenstellenden Ergebnisse. Die seitlich angebrachten dünnen Befestigungsbleche mitihren Bohrungen wurden schon in den resultierenden Pro/ENGINEER Modellen fehlerhaftdargestellt.

Interessant ist noch der Umstand, dass bei der Konvertierung der Original-Baugruppe,bestehend aus 30 Pro/ENGINEER Parts, ein Catia-Modell mit 33 Solids entsteht. DieErklärung liefern zwei Pro/ENGINEER Parts, in denen unterbrochene Schweissnähte alsSolids modelliert wurden. Falls es den Kundenanforderungen entspricht, könnten solcheBauteile in einer DMU-Darstellung komplett unterdrückt werden. In der hier benutzten DMU-Darstellung wurden keine Einzelteile unterdrückt. Die erzielte Datenreduktion fällt schondeshalb geringer aus als bei der Baugruppe Wabco_1.

VDA/ProSTEP AOCD TP1 Report


73

5 Auswertung der Korrekturmaßnahmen

5.1 Auswertung der Testläufe

5.1.1 Auswertung TRW

Die in Anhang 7.10 dokumentierten Korrekturmaßnahmen haben nur in einem einzigen FallAuswirkungen auf die Datenübertragung, wie sie in Kapitel 4.1 beschrieben ist.

Das einzige Catia-Bauteil, das nur in modifizierter und in unvollständiger Form übertragenwerden kann, ist Bauteil K323540_3, Arbeitstitel Solid_30.Das Bauteil zeigt im Original 5 Face/Face Gaps oberhalb von 0.01 mm, der größte dieserGaps beträgt 0.016 mm. Die kurzen Kanten beginnen bei 0.0018 mm.Nach dem Unterdrücken von drei komplexen Rundungen beträgt der maximale Face/FaceGap 0.002 mm und die kürzeste Edge beträgt 0.045 mm.

Abbildung 5-1: SOL_30 aus Baugruppe TRW_1

Die folgende Tabelle zeigt eine Zusammenstellung der problembehafteten Bauteile mit ihrenResultaten bei den Konvertierungsversuchen, die in Anhang 7.8 dokumentiert sind.Die Modelle, die im Anhang 7.10 behandelt werden, sind mit ihren CAD/IQ-Ergebnissennach Durchführung der Korrekturmaßnahme aufgelistet.Im ersten Schritt wurde versucht, die vom Dassault-Prozessor erzeugten STEP-Files in einPro/ENGINEER Bauteil mit absoluter Genauigkeit mit 0.01 mm einzulesen. Der nächsteSchritt war es, die gleiche Konvertierung mit den STEP-Files geschrieben vomCOMSTEP-Prozessor durchzuführen. Nachdem diese ‚Solid zu Solid‘ Konvertierung fürbeide Prozessoren scheiterte, ist das in Kapitel 4.1 beschriebene Verfahren zur Anwendunggekommen.In diesen Fällen zeigt die folgende Tabelle die Eintragung „Nur mit optimierterToleranzeinstellung übertragbar“.

UnterdrückteRundungen



74

Modelname CAD/IQ Face/Face Gaps CAD/IQ Curve Length

Max. Gap < 0.01 mm Min.Edge = 0.06 mmK323461_SOL_1.model Konvertierung im Originalzustand mit

COMSTEP 3.1.2 in ein Part mit 0.01 mm absolut möglichMax. Gap < 0.01 mm Alle > 0.1 mm

K323461_SOL_2.model Konvertierung im OriginalzustandCOMSTEP 3.1.2 in ein Part mit 0.01 mm absolut möglichMax. Gap < 0.01 mm Min. Edge = 0.01 mm

K323461_SOL_13.modelKorrigiert Konvertierung im Originalzustand mit dem Dassault-

Prozessor in ein Part mit 0.01 mm absolut möglich.Max.Gap = 1.7 mm Min. Edge < 0.1 mm

K323461_SOL_19.modelKonvertierung im Originalzustand mit COMSTEP 3.1.2.0in ein Part mit 0.01 mm absolut möglich.Max. Gap < 0.01 mm Min.Edge = 0.0014 mmK323461_SOL_28.modelNur mit optimierter Toleranzeinstellung übertragbarMax.Gap = 0.002 mm Min.Edge = 0.045 mmK323540_3.model

(SOL_30) korrigiert Nur mit optimierter Toleranzeinstellung übertragbarMax.Gap = 0.015 mm Min.Edge = 0.02

K323461_SOL_9.model Konvertierung im Originalzustand mit dem Dassault-Prozessor in ein Part mit 0.01 mm absolut mitEinschränkungen (siehe unten) möglich.Max. Gap = 0.015 mm Min.Edge = 0.01 mm

K323532_SOL_51.modelkorrigiert Nur mit optimierter Toleranzeinstellung vollständig

übertragbarMax. Gap < 0.00001 mm Min. Edge < 0.1 mm

K323532_SOL_55.model Konvertierung im OriginalzustandCOMSTEP 3.1.2 in ein Part mit 0.01 mm absolut möglichMax.Gap = 0.015 mm Min.Edge = 0.019K323532_SOL_512.model

korrigiert Nur mit optimierter Toleranzeinstellung übertragbarMax. Gap < 0.00001 mm Min.Edge = 0.028

K323532_SOL_3762.modelkorrigiert Konvertierung im Originalzustand

COMSTEP 3.1.2 in ein Part mit 0.01 mm absolut möglichMax. Gap < 0.01 mm Min. Edge < 0.1 mm

K323532_SOL_3763.modelkorrigiert Konvertierung im Originalzustand

COMSTEP 3.1.2 in ein Part mit 0.01 mm absolut möglich

Tabelle 5.1-1: Modelle von TRW Koblenz in der Auswertung der Korrekturmaßnahmen

Das Modell K323461_SOL_9 kommt, wenn der Export mit dem Dassault-Prozessordurchgeführt wird, in einem Pro/ENGINEER Bauteil mit der Genauigkeit von 0.01 mm alsSolid an. In einer Problemzone des Models erscheinen vier Surfaces, die über die Solid-Geometrie hinausragen. Wird das STEP-File mit COMSTEP 3.1.2.0 geschrieben, so mussdie Genauigkeit im Zielsystem auf 0.02 mm eingestellt werden. Dabei wird ein Solid ohnezusätzliche Surfaces erzeugt.



75

5.1.2 Auswertung Wabco

Die nachfolgenden Grafiken zeigen die Auswirkung der Modellkorrekturen für die in Kapitel3.1.2 analysierten Bauteile.

Abbildung 5-2: Auswertung Bauteil 8941101314_a07, Baugruppe Wabco_1

Die Analysen mit CAD/IQ zeigen, dass sich die wesentlichen Bauteileigenschaften durch diein Anhang 7.11 beschriebenen Maßnahmen nicht geändert haben. Das zweite Bauteil wurdewie folgt verändert:

Abbildung 5-3: Auswertung Bauteil 8971068994_e01, Baugruppe Wabco_1

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung

GeomChecks: vorher = 0, nachher = 0

Baugruppe: Wabco_1Bauteil-Nr.: 8941101314_a07Bauteilgröße: 2.8 Mbyte

� Face-Face Gap

Vorher: Max. Gap = 0,0004 mm

Nachher: Max. Gap = 0.0004 mm

� Edge Length

Vorher: Min. Edge = 0,03 mm

Nachher: Min. Edge = 0.03 mm

� Pro/ENGINEER CATIA (0,02)

Prozessorproblem:

➘ DEBIS (3.1.2.1) : Solid � Solid ✘

Bemerkung :

Mit dem Prozessor Dassault 4.2.0

entsteht bei der Übertragung des Original-

Modells ein Solid.

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung

GeomChecks: vorher = 0 , nachher = 0

Baugruppe: Wabco_1Bauteil-Nr.: 8971068994_e01Bauteilgröße: 0.4 Mbyte

Bemerkung:

Auch mit dem Prozessor Dassault 4.2.0


Modells kein Solid.

� Face-Face Gap


Nachher: Max. Gap < 0.001 mm

� Edge Length

Vorher: Min. Edge > 1.0 mm

Nachher: Min. Edge > 1.0 mm


Erfolgreiche Korrektur:

➘ DEBIS (3.1.2.1) : Solid � Solid �



76

5.1.3 Auswertung ZF

Die nachfolgenden Grafiken zeigen die Auswirkungen der Modellkorrektur für die in Kapitel3.1.4 und 3.1.5 analysierten Bauteile.

Abbildung 5-4: Bauteil 7691_001_141_ez001, Baugruppe ZF_1

Zusätzlich zu den im Anhang beschriebenen Anpassungen müssen zwei Radien geändertwerden, um das Bauteil mit 0.01 mm absoluter Genauigkeit zu speichern. Das zweite modifizierte Bauteil von ZF (Korrekturmaßnahmen in Anhang 7.12):

Abbildung 5-5: Bauteil 7852_001_644_geh, Baugruppe ZF_1

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung



Kein Austauschproblem für Dassault

➘ DEBIS (3.1.2.1) : Solid � Solid ✘

Baugruppe: ZF_1Bauteil-Nr.: 7691_001_141_ez001Bauteilgröße: 7715200 Byte

� Face-Face Gap



� Edge Length



Bemerkung:

Mit dem Prozessor Dassault 4.2.0


Modells (relative Genauigkeit) ein Solid.

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung



➘ DASSAULT(4.2.0): Solid � Solid �


� Face-Face Gap



� Edge Length



Baugruppe: ZF_1Bauteil-Nr.: 7852_001_644_geh Bauteilgröße: 4.1 MB

Bemerkung:

Mehrere Realitätsprobleme wurden durch Ersetzenund Ergänzen von Konstruktionselementen behoben.



77

Die durchgeführten Korrekturmaßnahmen für das folgende Bauteil sind ebenfalls im Anhang7.12 dokumentiert.

Abbildung 5-6: Bauteil 6009_374_013_ez001, Baugruppe ZF_2

Die Korrekturmaßnahmen für das folgende Modell werden im Kapitel 4.3.2 beschrieben.

Abbildung 5-7: Bauteil 1328_368_002_ez, Baugruppe ZF_2

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung



Kein Austauschproblem, bei absoluterGenauigkeit 0.01 mm

➘ COMSTEP 3.1.2.1: Solid � Solid�

Baugruppe: ZF_2Bauteil-Nr.: 1328_368_002_ezBauteilgröße: 1.4 Mbyte

� Face-Face Gap



� Edge Length

Vorher: Min. Edge = 0.35 mm


Bemerkung:

Bei der Übertragung des Original-

Modells entsteht ein Solid, wenn die Genauigkeit

0.01 mm absolut eingestellt wird.

Radius = 1 mm

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung



Erfolgreiche Korrektur:


Baugruppe: ZF_2Bauteil-Nr.: 6009_374_013_ez001Bauteilgröße: 5.4 MByteBemerkung 1:

Die exakte Ausrichtung eines Rotationskörpersverhindert die Austauschverluste

� Face-Face Gap



� Edge Length



Bemerkung:

Auch mit dem Prozessor Dassault 4.2.0


Modells kein Solid.



78

5.1.4 Auswertung Audi

Die nachfolgende Grafik vergleicht die erste Ausführung des Lagerbocks für ZF-Lemfördermit der überarbeiteten Version 4e0_412_383_b-lagerbock, Arbeitstitel B-Lagerbock.

Abbildung 5-8: Auswertung Lagerbock, von Audi für ZF-Lemförder

Die erste Ausführung des Lagerbocks mit der Bezeichnung A-Lagerbock war in relativerGenauigkeit abgespeichert. Die dabei verwendete Genauigkeit würde einem Wert von0.04 mm absolut entsprechen.

CAD/IQ Ergebnisse

Übertragung



➘ DASSAULT(4.2.0): Solid� Solid✘

➘ DEBIS (3.1.2.1) : Solid� Solid✘

Bauteil:Audi/ ZF-LemförderBauteil-Nr.:lagerbockBauteilgröße: 17.7 MByte

Bemerkung:Bauteil zeigt keineGeomChecks,obwohl die kürzeste Kante nur knappüber der Modellgenauigkeit liegt.

� Face-FaceGap

Vorher: Max. Gap = 0.036 mm

Nachher: Max. Gap = 0.228mm

� Edge Length

Vorher: Min. Edge = 0.05 mmNachher: Min. Edge= 0.0125 mm

Bild wurde nicht zurVeröffentlichungfreigegeben !



79

5.2 Statistische Auswertung

5.2.1 TRW Daten für VW/Audi

Die folgende Tabelle zeigt die Auswertung der Übertragungsverluste für die in Abschnitt 3.1ausgewählten Bauteile von TRW:

Modellname Problemtyp nach Kapitel 3.2 Erläuterung

K323461_SOL_1.model ProzessorVollständig übertragbar mitCOMSTEP-Prozessor


K323461_SOL_13.modelKein Austauschproblem mitden Dassault-Prozessoren

Nicht vollständig übertragbarmit COMSTEP 3.1.2.1

K323461_SOL_19.model ProzessorVollständig übertragbar mitCOMSTEP 3.1.2.0

K323461_SOL_28.modelOptimierte Genauigkeitnotwendig

K323540_3.modelOptimierte Genauigkeitnotwendig

Verlust von 3 Rundungen

K323461_SOL_9.model GenauigkeitOptimierte Genauigkeitnotwendig für COMSTEP




K323532_SOL_3762.model Kein Austauschproblem

K323532_SOL_3763.model Kein Austauschproblem

Tabelle 5.2-1: Bauteile von TRW-Koblenz in der statistischen Auswertung

Wie in Kapitel 3 ausgeführt kommen zu K323461_SOL_9.model weiter 8 Modelle hinzu, diewegen der Grundeinstellung der Genauigkeit im Zielsystem nicht vollständig übertragenwerden.



80

Damit ergibt sich folgende Auswertung:

Gesamtzahl Solids Unvollständige Ergebnisse

Erste Konvertierung 58 Solids = 100% 17 Solids = 30%

Konvertierung mitoptimierterToleranzeinstellung

58 Solids = 100% 1 Solid = 2%

Tabelle 5.2-2: Zusammenfassung für die Baugruppen von TRW

5.2.2 Wabco Daten für DaimlerChrysler und BMW

Die folgende Tabelle zeigt die Auswertung der Wabco Bauteile aus Abschnitt 3.1:

Modellname Problemtyp Übertragbarkeit

8941101314____a07_.prt.1 ProzessorOriginalbauteil mit Dassault-Prozessor vollständigübertragbar.

8971068994____e01_.prt.1 ModellierungNach der Korrekturvollständig übertragbar

Tabelle 5.2-3: Bauteile aus der Baugruppe Wabco_1 in der statistischen Auswertung

Sechs zusätzliche Austauschverluste werden im Anhang 7.4 als Problem des COMSTEP-Prozessors gekennzeichnet. Die Konvertierung mit dem Dassault-Prozessor 4.2.0 war indiesen Fällen vollständig.

Die Baugruppe Wabco_2 wird mit 30 problemlos ausgetauschten Solids in der folgendenTabelle mit ausgewertet:


Erste Konvertierung 88 Solids = 100% 8 Solids = 9%Konvertierung mitkorrigierten Modellenbzw. mit ausgewählten Prozessoren

88 Solids = 100 % 0 Solid = 0 %

Tabelle 5.2-4: Zusammenfassung für die Baugruppen von Wabco

5.2.3 ZF Daten für BMW und DaimlerChrysler

Die folgenden Tabellen zeigen die Auswertungen der ZF Bauteile aus Abschnitt 3.1:



81

Baugruppen ZF_1:


7691_001_141_ez001.prt.1Ohne Korrektur liegtrelative Genauigkeit vor

Übertragbar mit relativerGenauigkeit **

7852_001_644_geh.prt.1Ohne Korrektur liegtrelative Genauigkeit vor

Übertragbar mit relativerGenauigkeit **

7691_040_334_et001.prt.1 Nicht korrigierbar *Nicht vollständigübertragbar

Tabelle 5.2-5: Auswertung für Bauteile aus der Baugruppe ZF_1

Baugruppe ZF_2:


6009_374_013_ez001.prt.1 ModellierungNach der Korrekturvollständig übertragbar

1328_368_002_ez001.prt.1Erste Konvertierung erfolgtemit relativer Genauigkeit

Konvertierung ist beiabsoluter Genauigkeitvollständig.

1327_301_005_ez001.prt.1 Nicht korrigierbar *Nicht vollständigübertragbar

1314_201_022_ez001.prt.1 Nicht korrigierbar *Nicht vollständigübertragbar

Tabelle 5.2-6: Auswertung für Bauteile aus der Baugruppe ZF_2

* Die markierten Bauteile enthalten importierte Flächenverbände zum Aufbau einer Rohteil-geometrie. Da die Ursprungsgeometrien nicht vorhanden waren, konnten keine Analysen derverwendeten Modellierungstechniken durchgeführt werden. Eine mögliche Fehlerquelle kanndie Modelltoleranz des Ursprungsmodells sein.

** Vor der ersten Konvertierung sollten alle Modelle mit absoluter Genauigkeit gespeichertwerden. Bei den gekennzeichneten Modellen war dies aufgrund von „Modellierungsfehlern“nicht möglich.



82

Die Auswertung für beide Baugruppen:


Erste Konvertierung 54 Solids = 100% 5 Solids + 2 Genauigkeits-einstellungen = 13 %

Konvertierung mitkorrigierten Modellen ohneProzessorfehler

54 Solids = 100 % 3 Solids = 6%

Tabelle 5.2-7: Zusammenfassung für die Baugruppen von ZF

5.2.4 Audi Daten für ZF Lemförder

Das Bauteil B-Lagerbock konnte nicht verlustfrei ausgetauscht werden. Die eindeutigeBestimmung der Problemzone durch CAD/IQ wird durch die erfolgreiche Konvertierung einesBauteils mit abgetrenntem Rippenansatz im Anhang 7.13 nachgewiesen.


KonvertierungB-Lagerbock 1 Solid 1 Solid

Tabelle 5.2-8: Auswertung für das Bauteil von Audi für ZF-Lemförder

5.3 Gesamtbewertung

Von 201 Solid-Modellen wurden bei der ersten Konvertierung unter den Bedingungen derAustauschpartnerschaften 33 Modelle nicht vollständig konvertiert. Unter Kombination vonoptimierten Prozessorleistungen mit optimierten Genauigkeiten und unter Vermeidung vongroben Modellierungsfehlern lassen sich die Verluste auf 5 Solids reduzieren.

Eine wesentliche Erkenntnis aus dem Teilprojekt ergibt sich daraus, dass die strengeAufteilung in die Problembereiche der Prozessoren, der Genauigkeiten und derModellierungsfehler nicht immer möglich ist. Mit der Analyse der Face/Face Gaps ist ein sehreindeutiges Kriterium zur Beurteilung der „Solidität“ einer Geometrie gefunden worden.Die damit zusammenhängende Modellqualität im Sinne der Geometrie/Topologie lässt sichdurch die Modelltoleranz und durch die Modellierungstechnik beeinflussen. Gleichzeitig kannes durch die im Projekt verwendeten Prozessoren zu einer Veränderung dieserGeometriemerkmale kommen.

Der Begriff Modellierungsfehler richtet sich deshalb auch an den Systemanbieter und die vonden CAD-Systemen erzeugten Fehlermeldungen. Die Pro/ENGINEER Bauteile8941101314_a07, 7852_001_644_geh, 7691_001_141_ez001 und 138_368_002_ez



83

wurden sehr genau untersucht, um die nicht vorhandenen oder mißverständlichen GeomChecks an den Systemanbieter zu adressieren. Einzelheiten sind dem Kapitel 4.2 zuentnehmen.

Die Gesamtauswertung nutzt die ursprünglich verwendeten Problemtypen für eine grobeAufteilung:

Zustand des Modells Erste Konvertierung AbschließendeKonvertierung

Solid im Zielsystem erzeugt168 Solids von 201 Solids 84 %

196 von 201 97,5 %

Verluste durch nicht optimaleGenauigkeitseinstellung

12 Solids von TRW 0 Solids

Verluste durch Abweichungder Prozessorleistungen

4 Solids von TRW7 Solids von Wabco

0 Solids

Verluste durch„Modellierungsfehler“

1 Solid von Wabco4 Solids von ZF

0 Solids

Verluste durch Modelle mitimportierten Flächen(Ursprungsgeometrie nichtvorhanden)

3 Solids von ZF 3 Solids

Verluste durch Modelle mitdurch Verrundungenerzeugte Problemzonen

1 Solid von TRW1 Solid von Audi

2 Solids

Tabelle 5.3-1: Gesamtbewertung

Abschließend läßt sich festhalten, dass die Austauschverluste durch die durchgeführtenMaßnahmen deutlich reduziert wurden. In Anbetracht der während der Projektlaufzeitangekündigten Verbesserungen bei den Prozessoren läßt sich formulieren, dass beioptimierter Einstellung der Modelltoleranzen und bei der Vermeidung von grobenModellierungsfehlern die Austauschverluste nur noch 2,5% der untersuchten Modellebetreffen. Die Problemzonen der unvollständig übertragenen Modelle sind auch für andereProzessketten problematisch, die Modelle stellen hinsichtlich ihrer StrukturmerkmaleExtremfälle dar.Zur Vermeidung solcher Problemfälle müssen Modellierungstechniken eingesetzt werden,die dem Konstrukteur ein strukturiertes Modellieren erlauben. Hierfür wurden Ansätzeaufgezeigt und in einem praxisorientierten Beispiel umgesetzt.Der Einsatz einheitlicher Strukturmerkmale kann außerdem dazu genutzt werden, einenaktiven Beitrag zur Unterstützung der DMU-Prozessketten für Fahrzeughersteller zu leisten.Die in diesem Zusammenhang aufgezeigten Möglichkeiten zur Datenreduktion sollten auchim Hinblick auf Anwendungen zur Produktpräsentation interessant sein.



84

5.4 Bewertung der Prüfwerkzeuge

5.4.1 Prüfwerkzeuge in der Analysephase

Im Projekt AOCD-TP1 wurden Qualitätsmerkmale der Testmodelle erfasst, um denZusammenhang zwischen den Austauschverlusten und den Modellierungstechniken derAnwender auf gesicherte Prüfmerkmale zu beziehen. Als Analysewerkzeug wurde CAD/IQvon ITI ausgewählt, gleichzeitig ergab sich die Aufgabe, dieses Werkzeug in seinerLeistungsfähigkeit zu beurteilen. Als Vergleichsmaßstab wurde für die ersten Analysen derPro/ENGINEER Modelle das Analyse-Tool PE-CHECK verwendet, welches innerhalb derProSTEP GmbH seit längerer Zeit angewendet wird. Zunächst sollen beide Software-Produkte in ihrem Funktionsumfang beschrieben werden:

PE-CHECK (Software Factory GmbH)

PE-CHECK ist ein Modul, speziell fürPro/ENGINEER Modelle, das die Prüfungvon CAD-Daten nach der VDA-Empfehlung4955 durchführt.PE-CHECK prüft die Pro/ENGINEER-ObjekteBauteile und Zeichnungen, wie auchImportmodelle (z.B. IGES, STEP, VDAFS,etc.).Neben einer grafisch, interaktiven Prüfung istein Prüflauf im Batch-Modus möglich, der einautomatisiertes Testen von Bauteilen undZeichnungen ohne Visualisierung erlaubt.

Mit Hilfe von Konfigurationsdateien werdendie zu prüfenden Kriterien und diezugehörigen Prüfparameter festgelegt.

Abbildung 5-9: Screenshoot PE-CHECK, Software Factory GmbH

Untersucht werden:

� Kriterien nach VDA-Richtlinie 4955• Kriterien für Kurven• Kriterien für natürlich begrenzte Flächen• Kriterien für begrenzte Flächen• Kriterien für Flächenverbände• Kriterien für Solids• Kinder von Rundungen und Fasen

� Kriterien für Zeichnungen• IGES-konforme Fonts

� Sonstige Kriterien



85

• Regenerierbarkeit• Unterdrückte Konstruktionselemente• Ungenutzte Konstruktionselemente• Identische Punkte• Geom Checks (ab Pro/ENGINEER 20.0)

CAD/IQ (International Technology Incorporated)

CAD/IQ ist eine Software zur Überprüfung der geometrischen Modellqualität für folgendeCAD-Systeme bzw. Formate:

• Catia V4.1.9, V4.2.0• Pro/ENGINEER V19,V20• I-DEAS Master Series 6A• Parasolid V9.0.196 (Unigraphics, SolidWorks, Solid Edge V5, ICAD, DesignWave 97)• STEP-Format

Das Softwarepaket besteht aus einem Analyzer und einem Viewer, die sich beide durcheine anwenderfreundliche Bedienoberfläche auszeichnen. Mit CAD/IQ lassen sich diemeisten Kriterien nach VDA-Richtlinie 4955 überprüfen, die Kriterien werden in 3 Bereicheaufgeteilt:

• Struktur (Orientierung und Zuordnung von Berandungselementen)• Genauigkeit (Gap-Analysen)• Realismus (Mini-Flächen, Mini-Edges, Extreme Winkel, Extreme Krümmungen)

Im Analyzer erfolgt die Auswahl derDiagnosekriterien sowie der ent-sprechenden Parameter über eineKonfigurationsdatei.

Im Viewer können die Ergebnisse derDiagnose grafisch und in Tabellenformausgewertet werden.

Abbildung 5-10: CAD/IQ Viewer von International TechneGroup Incorporated



86

Einstellung der Prüftools

Die für PE-CHECK verwendeten Einstellungen sind im Anhang 7.1 dokumentiert. Hierbeiwurden die Empfehlungen der VW Zulieferer Web-Seite vom Januar 2000 benutzt. Damitwird für folgende Kriterien die Einhaltung von Grenzwerten überprüft:

• Patch Continuity• Edge Continuity• Self Intersection• Edge Face Gap• Uv Parametrisation• Quilt Continuity• Geometry Check• Surface Topology

Die für CAD/IQ verwendeten Einstellungen sind ebenfalls im Anhang 7.1 dokumentiert.In Zusammenarbeit mit Doug Cheney von ITI, wurden Diagnosen-Kriterien ausgewählt, dieals entscheidend für den Datenaustausch zwischen Catia und Pro/ENGINEER gelten. Die fürdie ersten Testläufe verwendeten Kriterien richten sich nach den erhaltenen Empfehlungen.Zusätzliche Kriterien wurden gewählt, um die Auswirkungen von sehr kleinen Elementen unddie Auswirkung von unregelmäßig geformten Berandungselementen zu überprüfen.

Abbildung 5-11: Konfiguration von CADIQ

Consistency (empfohlen von ITI):• Richtige Orientierung von Edge und Curve

sowie Edge und EdgeLoop• Gleiche Normalenausrichtung von Faces

Count (empfohlen von ITI):• Zugehörigkeit von Edge und Face

Allgemeine Zugehörigkeit von Elementen zumModell

Gaps (empfohlen von ITI):Spalten in der Geometrie

Zusätzliche Kriterien:Stetigkeit von BerandungselementenLänge von BerandungselementenGröße von Flächenelementen



87

12 fehlerhaftkonvertierteModelle

8 ModelleÜberdeckung

27 Modelle vonPE CHECK angezeigt

14 ModelleÜberdeckung

18 Modelle vonCAD/IQ angezeigt

32 fehlerhaftkonvertierte Modelle

5.4.2 Auswertung der ersten Prüfresultate

Die ersten Auswertungen mit den genannten Prüftools zeigten eine geringe Überdeckungzwischen den angezeigten Fehlern und den tatsächlichen Verlusten beim Datenaustausch.Die Auswertung der von CAD/IQ angezeigten Problemstellen wurde durch zwei Faktorenbeeinträchtigt:

• Das Ansprechen mehrerer Kriterien auf die gleiche Problemstelle führt zuunübersichtlichen grafischen Fehlerdarstellungen.

• Die farbige Darstellung von Fehlern im Viewer von CAD/IQ richtet sich nachWertebereichen ganzzahliger Zehnerpotenzen. Eine Überschreitung der Grenze0.02 mm bei der Gap-Analyse wird nicht durch eine Rot-Markierung gekennzeichnet,obwohl dies für eine „Out of Range“ Situation vorgesehen ist.

Die erste Auswertung für die Gap-Analysen von 200 Modellen sah wie folgt aus:

Abbildung 5-12:Auswertung erster CAD/IQ Analysen gemäß den Tabellen 7.2 bis 7.7, es wurden allein Abbildung 5-11 gezeigten Gap-Analysen ausgewertet.

Der Vergleich mit den Ergebnissen von PE-CHECK basierend auf 94 geprüften Modellen(Baugruppen Wabco_1 und ZF_2) und allen in Anhang 7.1 dokumentierten Kriterien, zeigtfolgendes Bild:

Abbildung 5-13: Auswertung der PE-CHECK Analysen gemäß den Tabellen 7.4 und 7.7

Aus den ersten Analyseergebnissen lassen sich folgende Erkenntnisse gewinnen:



88

• In den Einzelergebnissen der Gap-Analyse zeigen beide Werkzeuge vergleich-bare Resultate.

• Die Aussagekraft für den Datenaustausch wird mit einer großen Anzahl vonPrüfkriterien erschwert.

• „Consistency-“ und „Count-“ Analysen in CAD/IQ leisten keinen Beitrag zurFehlerprognose für den Datenaustausch.

• Die Bewertung der Prüftools kann erst nach Ausschluss von Prozessor- undSystemfehlern geschehen.

Abbildung 5-14: Auswertung Datenaustauschverluste unter Beachtung der Fehlertypen

Eine zusätzliche Maßnahme bestand in der Fokussierung auf die beiden wichtigstenKriterien, die eine Aussage über den Erfolg der „Solid zu Solid“ Konvertierung zulassen.Diese beiden Kriterien sind:

• Face/Face Gap-Analyse, mit der Modellgenauigkeit des Zielsystems als oberenGrenzwert

• Edge Length, mit der Modellgenauigkeit des Zielsystems als unteren Grenzwert

Alle anderen Kriterien zeigten sich entweder als untergeordnete Ergebnisse oder alsunbedeutend für den Datenaustausch zwischen den beiden Systemen. Im Folgenden wurdeuntersucht, wie groß die Überdeckung der vereinfachten CAD/IQ-Analysen mit dentatsächlichen Austauschverlusten ist. Hierzu wurde das Ergebnis der ersten Konvertierungunter Beachtung der fehlenden Genauigkeitseinstellungen und unter Beachtung derProzessorprobleme bewertet.

16833

11

12

55

Prozessorprobleme

Genauigkeiten

Ungelöste Problemfälle

Gelöste Problemfälle

Aufteilung derAustauschverluste

Testumfang 201 Modelle

33 Modelle wurden bei derersten Konvertierung nichtzum Solid im Zielsystem



89

5.4.3 Bewertung CAD/IQ

Unter Berücksichtigung der in Kapitel 3.1, 4.3 und 5.1 zusammengetragenen Ergebnisselässt sich die Qualität der CAD/IQ Analyse für die einzelnen Baugruppen in positive (+) odernegative (-) Einzelergebnisse aufteilen:

Baugruppe TRW_1:

(+) K323540_3, überarbeitete Version von Solid_30, wird von CAD/IQ durch denmaximalen Gap (0.016 mm) und durch die kürzeste Edge (0.0018 mm) alsProblemfall gekennzeichnet.

(?) K323461_SOL_28 wird durch die kürzeste Edge als Problemfall gekennzeichnet.(-) K323461_SOL_19 wird mit einem Gap von 1.7 mm falsch analysiert.(?) K323461_SOL_13 (Schraube) hat eine kleinste Edge von 0.007 mm, was aber für

drei von vier Prozessorversionen kein Problem darstellt.(?) K323461_SOL_9, wird von CAD/IQ mit einem maximalen Gap von 0.015 mm

gekennzeichnet. Der Import der von den Dassault-Prozessoren geschriebenen STEP-Files erzeugt ein Solid, dessen Besonderheit in Kapitel 5.1.1 beschrieben wird.

Baugruppe TRW_2:

(+) K323532_SOL_512 wird durch den maximalen Gap als problematischgekennzeichnet, was eine Konvertierung mit 0.02 mm Genauigkeit nicht ausschließt.

(-) Schenkelfeder K323532_SOL504 wird mit einem Gap von 3.64 mm falsch analysiert.

Baugruppe Wabco_1:

(+) Bauteil 8971068994___e01 (Dichtung) wird durch die Gap-Analyse eindeutig alsProblemfall gekennzeichnet.

(-) Bauteil 8965173044__e02 (Spiralfeder) wird mit einem Gap von 1.6 mm falschanalysiert. Ähnliches geschieht mit den Spiralfedern 8965168154__e04 und8965173984__e01, dabei werden zu große Edge/Face Gaps angezeigt, die in dervereinfachten CAD/IQ-Auswertung nicht berücksichtigt werden.

Baugruppe Wabco_2:

(+) Keine Austauschverluste, keine durch CAD/IQ gekennzeichneten Modelle.

Baugruppe ZF_1:

(?) Bauteil 7691_040_334_et001 wird mit einer kürzesten Edge Length von 0.048 mmangezeigt.Dies liegt knapp unter der Modelltoleranz (0.05) mm des Zielsystems.



90

Baugruppe ZF_2:

(+)(+) In Baugruppe ZF_2 werden vier kritische Modelle durch die Gap-Analyse alseindeutig problembehaftet angezeigt.

Bauteil Audi/ZF-Lemförder

(+) Die Problemzone des Bauteils wird eindeutig identifiziert, dies wird in Anhang 7.13durch Abtrennen der Problemzone überprüft.

Die CAD/IQ-Auswertung mit den beiden Kriterien Face/Face Gap und Edge Length liefertdemnach für 8 Problemfälle eindeutige Ergebnisse. Für vier Modelle, die mit (?)gekennzeichnet wurden, ergibt sich ein gewisser Interpretationsbedarf. Kurze Edgesunterhalb der Modellgenauigkeit des empfangenden Systems führen nicht immer zuAustauschverlusten. Das Kriterium führte dann zu Problemen, wenn es kombiniert mitFace/Face Gaps im Bereich der angestrebten Modellgenauigkeit auftritt.Bei diesen Grenzfällen ist die CAD/IQ-Analyse als zutreffend zu bewerten, derÜbertragungserfolg wird aber stark von dem Zusammenspiel zwischen eingestelltenGenauigkeiten und Prozessorleistungen bestimmt. Drei weitere Gussteile aus denBaugruppen TRW_1 und TRW_2 sowie die Modelle mit relativer Genauigkeit aus derBaugruppe ZF_1 könnte man ebenfalls zu diesen Grenzfällen rechnen. In diesen Fällenbefindet sich die Übertragbarkeit in Übereinstimmung mit den CAD/IQ Resultaten.Für drei Modelle, jeweils mit (-) gekennzeichnet, ergeben sich unerklärlich große Gaps, dienur auf einem Analysefehler beruhen können. Bei diesen Bauteilen handelt es sich umKleinteile, zwei Modelle beschreiben Federn mit spiralförmigen Windungen.

Abbildung 5-15: Auswertung der CAD/IQ Analysen in Bezug auf die Austauschverluste, mit einerBeschränkung auf die Kriterien Face/Face Gap und Edge Length.

8 3

415186

Kleinteile mit unlogischenErgebnissen

Problemfälle miteindeutiger Diagnose

Grenzfälle mit korrekterAnzeige

Testumfang 201 Modelle

15 Modelle wurden durchFace/Face Gaps und/oderEdge Length markiert

Aufteilung derProblemfälle



91

Wichtige Aussagen zu CAD/IQ in der Version 2.1 lauten:

• CAD/IQ ist anwenderfreundlich in der Bedienung.• Für die Ermittlung geeigneter Prüfkriterien waren umfangreiche Tests notwendig, für

die Bewertung der Ergebnisse ist Expertenwissen erforderlich.• Die beiden wichtigsten Kennzahlen ‚Größter Face/Face Gap‘ und ‚Kleinste Edge‘

sollten dem Anwender in der CAD-Sitzung zur Verfügung stehen, um seineEntscheidungen beim Modellieren zu beeinflussen.



92

6 Weitere VorgehensweiseDie im vorliegenden Bericht dokumentierten Projektergebnisse weisen nach, dass mit derausgearbeiteten Konstruktionsmethodik ein nahezu verlustfreier Datenaustausch auf Basisder Standardschnittstellenprozessoren STEP AP 214 zwischen Catia und Pro/ENGINEERmöglich ist. Der hohe Reifegrad bestehender STEP-Prozessoren wurde damit unter Beweisgestellt. Ohne ausreichende Qualität der Originaldaten ist ein neutraler Datenaustauschallerdings nicht möglich. Das weitere Vorgehen soll daher in folgenden Richtungen erfolgen:

• Einführung der im Projekt gewonnenen Erfahrungen und Kenntnisse in die industriellePraxis

• Verbesserung der Modellierungsfunktionen in den CAD-Systemen

• Beseitigung restlicher Prozessorfehler

• Verbesserung vorhandener bzw. Entwicklung weiterer Qualitätschecker für die nativenFormate

• Durchführung analoger Projekte für andere Systempaarungen

6.1 Einführung der im Projekt gewonnenen Erfahrungen undErkenntnisse in die industrielle Praxis

Die Umsetzung der Projektergebnisse ist die wesentliche Folgeaufgabe aus dem ersten Teildes AOCD Projekts. Sie kann in zwei Richtungen erfolgen:

• Unmittelbare Umsetzung der verbesserten Arbeitstechniken auf die betreffendenProdukt- und Teilefamilien

• Erarbeitung vergleichbarer Arbeitstechniken und Richtlinien für die im Projekt nichtberücksichtigten Produkt- und Teilefamilien (Blechteile, dünnwandige Schalen,Blasformteile etc) auf Basis der Projektergebnisse.

Für beide Umsetzungsrichtungen ist die intensive Schulung der CAD-Anwender hinsichtlichder Datenqualität unerläßlich.

Einen ersten Schritt hat die Firma DaimlerChrysler, Geschäftsbereich Nutzfahrzeugeunternommen, die eine Ergänzung der bestehenden Datenaustauschrichtlinien vorgesehenhat. In diesem Dokument werden die im AOCD-TP1 gewonnenen Erfahrungen didaktischaufbereitet, um den Datenaustausch zwischen den Pro/ENGINEER einsetzenden Zulieferernund DaimlerChrysler zu unterstützen.



93

6.2 Verbesserung der Modellierungsfunktionen in den CAD-Systemen

Nahezu optimale Ergebnisse beim Datenaustausch zwischen Catia und Pro/ENGINEERkönnen nicht darüber hinwegtäuschen, dass die heutigen CAD-Systeme die Erzeugungqualitativ minderwertiger geometrischer Elemente erlauben, die sich in den Prozesskettenals großes Hindernis erweisen. Diesem Fakt steht die Meinung vieler Anwender gegenüber,dass jedes mit einem CAD-System erzeugbare geometrische Element gültig im Sinne derQualitätskriterien sein muss.

Längerfristig müssen die Systemhersteller dieses Dilemma durch Verbesserung derModellierungsfunktionen in den CAD-Systemen beseitigen, um den Anwendern dieSicherheit zu geben, mit jeder Modellierungsoperation eine für alle Prozessketten gültigeGeometrie erzeugt zu haben: Die Prüfalgorithmen müssen Bestandteil jederModellierungsfunktion werden.

6.3 Beseitigung restlicher Prozessorfehler

Im Projekt wurden einige Prozessorfehler festgestellt, die dokumentiert und an dieSystemanbieter zwecks Beseitigung weitergereicht wurden. Die weitere Verfolgung derFehlerbeseitigung wird an die Arbeitsgruppe „Qualität und Test“ des ProSTEP e.V. delegiert.

Bereits im Laufe des Projektes hat die Firma Debis drei Prozessorfehler in der COMSTEP-Version 4.01 beseitigt.

6.4 Verbesserung vorhandener bzw. Entwicklung weitererQualitätschecker für die nativen Formate

Eine der wesentlichen Erkenntnisse war der beträchtliche Nutzwert der Qualitätschecker,insbesondere des CAD/IQ. Um solche Tools für jeden Anwender praktikabel zu machen,sind weitere Verbesserung hinsichtlich der Beweissicherheit der Prüfergebnisse sowie dertieferen Integration in die Oberfläche der CAD-Systeme notwendig.

Ferner ist der entscheidende Einfluss der Datenqualität der Originalmodelle ein Grund mehrfür die Systemhersteller, entsprechende Prüfmodule bereits im CAD-System mitzuliefern.

Einen weiteren Schritt in diese Richtung hat die Firma PTC mit der Ankündigung eineseigenen Qualitätscheckers in Pro/ENGINEER Version 2000i3 getan.



94

6.5 Durchführung analoger Projekte für andere Systempaarungen

Die in diesem Projekt gesammelten Erfahrungen und Erkenntnisse sind für die weitereSystempaarungen (Catia – Unigraphics, Catia – IDEAS, ...) von großem Interesse. Auchwenn jedes der führenden CAD-Systeme einen eigenen, sich voneinander erheblichunterscheidenden geometrischen Kern besitzt, sind die Aussagen bezüglich des Exportssowie des Imports von/nach Catia im wesentlichen übertragbar.

Besonders vielversprechend erscheint aus heutiger Sicht das bereits vorgeseheneTeilprojekt Catia – Unigraphics auf Grund der Funktionalität in Unigraphics, „tolerante“Modelle, d.h. Modelle mit hoher Modellierungstoleranz, generieren und in weiterer Folgetolerieren zu können.

In einer umfassenden Untersuchung mit alternativen konstruktiven Methoden kann derEinfluss des „Tolerant Modeling“ auf die Datenqualität in Unigraphics und somit denDatenaustausch ermittelt werden.

VDA/ProSTEP AOCD TP1 Anhang A 1


7 Anhang

7.1 Einstellung der Prüftools

Einstellungen für CAD/IQ:

Zu Beginn des Projektes wurden die Bereiche Consistency, Count, Gap, Shape und Size mitallen untergeordneten Kriterien aktiviert. Diese Einstellung wird in Bild 5-11 dokumentiert.

Gegen Ende des Projektes wurden nur noch der Face/Face Gap und die Edge Lengthausgewertet. Die Einstellung der Konfigurationsdatei wird durch das folgende Bilddokumentiert:



Die Randbedingungen für die Analyse werden in entsprechenden Eingabemasken gesetzt.Zu beachten ist, das die Eingabe in logarithmischen Einheiten erfolgt.

Es ergeben sich die folgenden Werte in Abhängigkeit von der Modellgenauigkeit desZielsystems:

Genauigkeiten:

• Pro/ENGINEER nach Catia (Genauigkeit 0.05): -1.30103 (= log 0.05)• Pro/ENGINEER nach Catia (Genauigkeit 0.02): -1.69897 (= log 0.02)• Pro/ENGINEER nach Catia (Genauigkeit 0.01): -2 (= log 0.01)• Catia nach Pro/ENGINEER (Genauigkeit 0.01) ): -2 (= log 0.01)

Die hier dargestellten Zahlen dienen für die Gap-Analyse als obere Begrenzung derzulässigen Werte, für die Edge Length gelten sie als ein Bereich der nicht unterschrittenwerden sollte.

Das folgende Bild zeigt die Bildschirmmaske für die Eingabe der Randbedingungen für denFace/Face Gap wenn in ein System mit der Modelltoleranz 0.02 mm exportiert wird.



Einstellungen für PE-CHECK:

Die für PE-CHECK verwendeten Kriterien sind in Abchnitt 5.4.1 dokumentiert. Diedazugehörige Konfigurationsdatei wird im folgenden dargestellt:

! Konfigurationsdatei fuer PE-CHECK 1.2 (VW-STEP-Catia)! -----------------------------------------------------!!----------------------------------------------------------------------! Flaechen-Test (Untrimmed Surface Test)!! * Interne Stetigkeit der Patches [PatchContinuity]!! ContinuityType Schalter fuer die Einstellung der zu! pruefenden Stetigkeit.! C0 prueft nur die C0-Stetigkeit.!----------------------------------------------------------------------

[PatchContinuity]switch onContinuityType C0MaxGap 0.02

!----------------------------------------------------------------------! Face-Test (Bounded Surface Test)!! * Stetigkeit von Kantenanschluessen [EdgeContinuity]! * Selbstdurchdringung der Randkurven [SelfIntersection]! * Abstand Randkurve zur Traegerflaeche [EdgeFaceGap]! * Unterparametrisierung der Traegerflaeche [UvParametrisation]!! ContinuityType Schalter fuer die Einstellung der zu! pruefenden Stetigkeit.! C0 prueft nur die C0-Stetigkeit.!! MaxGap Ist der Abstand der Kantenenden groesser als! MaxGap, so ist die Kantenpaarung C0-unstetig.! [Richtwert: 0.01]!! MaxGap Maximal zulaessige Abstand von der Trager-! flaeche.! [Richtwert: 0.02]!----------------------------------------------------------------------



[EdgeContinuity]switch onContinuityType C0MaxGap 0.02

[SelfIntersection]switch onMinContactDistance 0.02

[EdgeFaceGap]switch onMaxGap 0.02

[UvParametrisation]switch onMaxGap 0.02

!----------------------------------------------------------------------! Verbundflaechen-Test!! * Stetigkeit von Flaechenanschluessen [QuiltContinuity]!!! ContinuityType Schalter fuer die Einstellung der zu! pruefenden Stetigkeit.! C0 prueft nur die C0-Stetigkeit.!! MinGap Liegt der Abstand der beiden benachbarten! MaxGap Kanten im Bereich (MinGap, MaxGap), so ist! die Flaechenpaarung C0-unstetig.! [Richtwert: <Min> 0.01, <Max> 0.2]!!----------------------------------------------------------------------

[QuiltContinuity]switch onContinuityType C0MinGap 0.05MaxGap 0.09

!----------------------------------------------------------------------! Sonstige-Tests!! * Geometrietest [GeometryCheck]!!----------------------------------------------------------------------



[GeometryCheck]switch on

!----------------------------------------------------------------------! Flaechentopologie!! * Flachentopologie [SurfaceTopology]!! [SurfaceTopology]! MaxDistance Zwei Flaechen gelten als benachbart, wenn der! Abstand der Kanten kleiner als die Toleranz! MaxDistance ist.! [Richtwert: 0.51]!! CreateTopology yes - Die Topologie von Non-Solid-Flaechen-! verbaenden wird zusaetzlich berechnet.! no - Es werden nur die bestehenden Topo-! logien von Solidflaechen und Flaechen-! verbaenden verwendet.! [Richtwert: yes]!!-------------------------------------------------------------------------

[SurfaceTopology]MaxDistance 0.1CreateTopology yes

VDA/ProSTEP AOCD Anhang Tabelle 7.2 A - 6

STEP -> Pro/E Accuracy CADIQ-Cat1 CADIQ-Cat2 CADIQ-Cat3 STEP -> Pro/EDassault 4.2.0 korrigiertsolid ->solid 0.02 mm solid ->solid

3019200 Byte K323461_SOL11.model - - -2994160 Byte K323461_SOL14.model nein - - 0.01 abs.2867760 Byte K323461_SOL15.model - - -2787040 Byte K323461_SOL16.model - - -3720880 Byte K323461_SOL19.model nein - - 8 Prozessor5212640 Byte K323461_SOL2.model nein - - Prozessor5716480 Byte K323461_SOL25.model - - -6526560 Byte K323461_SOL26.model - - -6657680 Byte K323461_SOL27.model - - -5665200 Byte K323461_SOL28.model nein - nein 4 44 0.02 abs.2762880 Byte K323461_SOL29.model - - -2750880 Byte K323461_SOL3.model - - -6107600 Byte K323461_SOL30.model nein - nein 90 verlustbehaftet2836480 Byte K323461_SOL31.model - - -2836560 Byte K323461_SOL32.model - - -2812400 Byte K323461_SOL4.model - - -2782400 Byte K323461_SOL5.model - - -2787280 Byte K323461_SOL7.model - - -5431840 Byte K323461_SOL9.model nein - nein 52 0.01 abs.3037200 Byte K323461_SOL_1.model nein - - Prozessor3062480 Byte K323461_SOL_10.model nein - - 4 0.01 abs.2744640 Byte K323461_SOL_12.model - - -2909760 Byte K323461_SOL_13.model - - - Modellierung2881840 Byte K323461_SOL_17.model nein - - 0.01 abs.2837680 Byte K323461_SOL_18.model - - -2947920 Byte K323461_SOL_20.model - - -2761680 Byte K323461_SOL_21.model - - -2827840 Byte K323461_SOL_22.model nein - - 0.01 abs.2933680 Byte K323461_SOL_23.model - - -2786320 Byte K323461_SOL_24.model - - -2812240 Byte K323461_SOL_6.model - - -2782880 Byte K323461_SOL_8.model - - -

10 problembehaftete Konvertierungen bei 32 untersuchten Modellen

Größe Typ Name SE-Update CATCLEANConsistency Count Gap

------ Transfer-Config für 0.01 mm ------Zusammenfassung für Baugruppe 1 von TRW-Koblenz:



STEP -> Pro/E Accuracy CADIQ-Cat1 CADIQ-Cat2 CADIQ-Cat3 STEP -> Pro/EDassault 4.2.0 korrigiertsolid ->solid 0.02 mm solid ->solid

151280 Byte K323532_SOL334.model - - -184800 Byte K323532_SOL335.model nein - - 0.01 abs.20560 Byte K323532_SOL336.model - - -

140240 Byte K323532_SOL3747.model - - -604000 Byte K323532_SOL3748.model - - -748960 Byte K323532_SOL3749.model - - -

1380400 Byte K323532_SOL3762.model - - -236480 Byte K323532_SOL3763.model - - - 8 Modellierung75920 Byte K323532_SOL435.model - - -

110880 Byte K323532_SOL436.model - - -518640 Byte K323532_SOL437.model - - -171120 Byte K323532_SOL504.model nein - - 12 (7) 0.01 abs.178240 Byte K323532_SOL507.model nein - - 0.01 abs.

4596320 Byte K323532_SOL51.model nein - - 107 12 0.02 abs.5712400 Byte K323532_SOL512.model nein - nein 6 0.02 abs.134560 Byte K323532_SOL514.model - - -297120 Byte K323532_SOL52.model - - - 10609680 Byte K323532_SOL53.model - - -274320 Byte K323532_SOL54.model nein - - 0.01 abs.135680 Byte K323532_SOL55.model nein - - Prozessor567200 Byte K323532_SOL62.model - - -391760 Byte K323532_SOL63.model - - -417280 Byte K323532_SOL64.model - - -415200 Byte K323532_SOL77.model - - -76560 Byte K323532_SOL78.model - - -

112320 Byte K323532_SOL79.model - - -

7 fehlerhafte Konvertierungen bei 26 untersuchten Modellen

------ Transfer-Config für 0.01 mm ------

Consistency Count GapCATCLEANSE-UpdateNameTypGröße

Zusammenfassung für Baugruppe 2 von TRW-Koblenz:



STEP->CATIA Accuracy Geom.Checks PE-Checks CADIQ-Cat1 CADIQ-Cat2 CADIQ-Cat3 STEP->CATIAComstep 3.1.2.1 korrigiert

solid ->solid 0.01 abs. ----- none ---- ----- keine ----_1517861 Byte 3250159537_sel_.prt.1 - - - - - - - -1374784 Byte 3250159538_sel_24v_.prt.1 - - - - - - - -2904193 Byte 4324070274____ze1_.prt.1 - - - - - - - -1265244 Byte 4329010254____z01_.prt.1 - - - - - - - -933095 Byte 4429005101____e01_.prt.1 - - - - - - - -

1966538 Byte 4460805112____a08_.prt.1 - - - - - - - -265092 Byte 4721955904____z01_.prt.1 - - - - - - - -

3126509 Byte 4722502044____a08_.prt.1 - - - 3 - - - -7544279 Byte 4722510114____a01_.prt.1 nein relativ - 70 - - - Prozessor631436 Byte 4722510404____a01_.prt.1 - - - - - - - -

1651232 Byte 4722513004____a01_.prt.1 - - - 11 - - - -760784 Byte 4722517704____a01_.prt.1 - - - - - - - -

1457233 Byte 4802020104____a08_.prt.1 - relativ 1 10 - - (74) -1423054 Byte 4802023504____a01_.prt.1 - - 1 14 - - - -1207169 Byte 4802023514____a01_.prt.1 - - - 9 - - - -1864629 Byte 4802026204____a01_.prt.1 nein - - 168 - - - Prozessor1230404 Byte 4802026504____a08_.prt.1 - relativ 4 20 - - (11) -619094 Byte 73347_104_berg_.prt.1 - - - - - - - -266904 Byte 8101260624____a08_.prt.1 nein - - 1 - - - Prozessor203250 Byte 8101260754____a08_.prt.1 nein - - - - - - Prozessor275553 Byte 8105180284____e01_.prt.1 - - - - - - - -132368 Byte 8107010644____a01_.prt.1 - - - - - - - -117090 Byte 8115192576____a01_.prt.1 - - - - - - - -116963 Byte 8115192586____a01_.prt.1 - - - - - - - -117940 Byte 8115192596____a01_.prt.1 - - - - - - - -219927 Byte 8910187804____a01_.prt.1 - - - - - - - -354526 Byte 8912120014____z01_.prt.1 - - - 11 - - - -175852 Byte 8923606474____e01_.prt.1 - - - - - - - -547349 Byte 8940708814____a07_.prt.1 nein - - - - - - Prozessor496358 Byte 8940709154____a08_.prt.1 - - - - - - - -

2886548 Byte 8941101314____a07_.prt.1 nein - - 13 - - - Modellierung

(Consistency) (Count) (Gap)

------- Transfer-Config für 0.02 mm -----Zusammenfassung für Baugruppe 4802020030_GENERIC von Wabco: Daten für Modellraum 2000

NameGröße Typ



194664 Byte 8950104574____a0_.prt.1 - - - - - - - -234547 Byte 8950733774____z01_.prt.1 - - - - - - - -569806 Byte 8950735434____a01_.prt.1 - - - - - - - -320466 Byte 8950982194____a01_.prt.1 - - - - - - - -476645 Byte 8965168154____e04_.prt.1 - - - 2 - - 2 -512686 Byte 8965173044____e02_.prt.1 nein - - 6 - - 4 Prozessor516287 Byte 8965173984____e01_.prt.1 - - - 2 - - 2 -136653 Byte 8970179604____a01_.prt.1 - - - - - - - -404036 Byte 8970707904____e01_.prt.1 - - - - - - - -403558 Byte 8970707904____e02_.prt.1 - - - - - - - -346024 Byte 8970806004____e01_.prt.1 - - - - - - - -403292 Byte 8970827904____e01_.prt.1 - - - - - - - -385367 Byte 8970857304____e01_.prt.1 - - - - - - - -348474 Byte 8970865104____e01_.prt.1 - - - - - - - -423166 Byte 8971068994____e01_.prt.1 nein relativ - - - - 9 Modellierung460739 Byte 8971219272____e01_.prt.1 - - - - - - - -403230 Byte 8977728174____e01_.prt.1 - - - - - - - -405210 Byte 8977728314____e01_.prt.1 - - - - - - - -345508 Byte 8977862704____e01_.prt.1 - - - - - - - -952236 Byte 8990532004____a07_.prt.1 - - - - - - - -183614 Byte 8993812674____e06_.prt.1 - - - - - - - -563380 Byte 8995068914____a01_.prt.1 - - - - - - - -389211 Byte 8995069074____z01_.prt.1 - - - - - - - -636415 Byte 8995069484____a07_.prt.1 - - - - - - - -204241 Byte 8995069484____a11_.prt.1 - - - - - - - -547660 Byte 9730111434____a01_.prt.1 - - - - - - - -

2242250 Byte 9730111504____a01_.prt.1 - - 13 - - - - -

8 problembehaftete Konvertierungen bei 58 untersuchten Bauteilen



STEP->CATIA CADIQ-Cat1 CADIQ-Cat2 CADIQ-Cat3 STEP->CATIADassault 4.2.0 korrigiertsolid ->solid 0.01 abs. ----- none ---- ----- keine ----_

138,0 Kbyte 8101630014____a08.prt.1 - - - - - - -231,7 Kbyte 8840120280____a01.prt.1 - - - - - - - -111,8 Kbyte 8840398664____a01.prt.1 - - - - - - - -

51,2 Kbyte 8840398734____a01.prt.1 - - - - - - - -80,4 Kbyte 8840398954____a01.prt.1 - - - - - - - -

157,2 Kbyte 8840404664____a01.prt.1 - - - 4 - - - -70,8 Kbyte 8840404724____a01.prt.1 - - - - - - - -92,0 Kbyte 8840404734____a01.prt.1 - - - 2 - - - -93,1 Kbyte 8840404744____a01.prt.1 - - - 2 - - - -



424,4 Kbyte 8840405484____a01.prt.1 - - - 4 - - - -76,0 Kbyte 8840406224____a11.prt.1 - - - - - - - -77,5 Kbyte 8840406274____a11.prt.1 - - - - - - - -52,9 Kbyte 8840406284____a11.prt.1 - - - - - - - -

602,2 Kbyte 8840406404____a01.prt.1 - - - 2 - - - -219,7 Kbyte denso_neu.prt.3 - - - 3 - - - -

84,4 Kbyte ejot_20.prt.1 - - - - - - - -655,3 Kbyte eto_neu.prt.3 - - - - - - - -108,6 Kbyte s122805_dir06_a01.prt.1 - - - - - - - -110,0 Kbyte s122805_drr06_a01.prt.1 - - - 1 - - - -

94,7 Kbyte s122805_har06_e01.prt.1 - - - - - - - -111,1 Kbyte s122805_hue06_a01.prt.1 - - - - - - - -177,2 Kbyte s122805_zas06_a01.prt.1 - - - 2 - - - -

67,9 Kbyte slk_32kontakt.prt.1 - - - - - - - -155,3 Kbyte slk_stecker.prt.1 - - - - - - - -176,7 Kbyte voss_gehaeuse_4.prt.1 - - - 1 - - - -269,7 Kbyte voss_gehaeuse_6.prt.1 - - - - - - - -

Keine problembehaftete Konvertierungen bei 30untersuchten Bauteilen

Zusammenfassung für Baugruppe 8840123670___A01 von Wabco:

Größe NameTypAccuracy Geom.Checks PE-Checks


------- Transfer-Config für 0.05 mm -----Daten für Modellraum 5000


VDA/ProSTEP AOCD Anhang Anhang 7.6 A - 11

STEP->CATIA Accuracy Geom.Checks PE-Check Cat1 Cat2 Cat3 STEP->CATIADassault 4.2.0 korrigiertsolid ->solid 0.01 abs. ----- none ---- ----- keine ---- solid ->solid

574,8 KB 0770_197_046_ez001.prt.1 - - - - -590,0 KB 7039_442_203_wandler.prt.1 - - - - 2 -

7715,2 KB 7691_001_141_ez001.prt.1 Genauigkeit relativ 1 - Modellierung2485,1 KB 7691_002_128_ez001.prt.1 - - 2 8 -953,6 KB 7691_014_109_ez001.prt.1 - - - - -

1092,2 KB 7691_030_187_ez001.prt.1 - - - 2 -600,3 KB 7691_040_164_ez001.prt.1 - - - - -573,9 KB 7691_040_200_ez001.prt.1 - - - - -744,7 KB 7691_040_258_ez001.prt.1 - - - - -

6833,8 KB 7691_040_334_et001.prt.1 nein relativ 1 80 (87) verlustbehaftet580,2 KB 7820_040_779_faba.prt.1 - - - - -716,9 KB 7831_040_476_schutzkappe.prt.1 - - 1 3 -

4091,0 KB 7852_001_644_geh.prt.1 Genauigkeit relativ 7 11 (26) Modellierung401,2 KB 7852_052_436_zahnstange.prt.1 - - - - -563,1 KB d931_m6x30.prt.1 - - - 2 -563,1 KB d931_m8x40.prt.1 - - - 2 -523,7 KB os_7832_320_813_kurz.prt.1 - - - - -531,4 KB os_7832_320_961_lang.prt.1 - - - - -

17708,9 KB aocd_4e0_412_383_a_lagerbock.prt.1 nein relativ 39 34 4 (50) verlustbehaftet


Consistency Count Gap

Schmiedebauteil für Audi

Größe NameTyp

Zusammenfassung für Baugruppen 7692_974_522 und 7852_993_209 von ZF: Daten für Modellraum 5000 ----- Transfer-Config für 0.05 mm -----CADIQ



STEP->CATIA Accuracy Geom.Checks PE-Check Cat1 Cat2 Cat3 STEP->CATIAComstep 3.1.2.1 korrigiert

solid ->solid 0.01 absolut ----- none ---- ---- keine ---- solid ->solid620584 Byte 0501_004_564_ez001.prt.1 - - - - -405489 Byte 0501_006_301_er010.prt.1 - - - - -963862 Byte 0501_006_301_ez003.prt.1 - - - 4 -617778 Byte 0501_006_301_ez010.prt.1 - - - - -671657 Byte 0501_006_301_ez011.prt.1 - - - 1 -

1559950 Byte 0501_006_301_ez062.prt.1 - - - 19 -543290 Byte 0501_210_059_sk001.prt.1 - - - 2 -410202 Byte 0501_210_859_ez001.prt.1 - - - - -657029 Byte 0501_211_799_ez001.prt.1 - - - 1 1 -430719 Byte 0636_302_045_ez001.prt.1 - - - - -447946 Byte 0636_304_049_ez001.prt.1 - - - 1 -489565 Byte 0736_304_145_ez001.prt.1 - - - 1 -431320 Byte 0736_305_070_ez001.prt.1 - - - 1 -388561 Byte 0768_004_206_ez001.prt.1 - - - - -386055 Byte 0768_024_200_ez001.prt.1 - - - - -386280 Byte 0768_024_271_ez001.prt.1 - - - - -428520 Byte 1304_301_034_ez001.prt.1 - - - - -401194 Byte 1312_332_028_ez001.prt.1 - - - - -

4388243 Byte 1314_201_022_ez001.prt.1 nein relativ 7 17 4 (27) verlustbehaftet418796 Byte 1314_302_096_ez001.prt.1 - - - - -836194 Byte 1314_331_011_ez001.prt.1 - - - 1 -703141 Byte 1314_332_054_ez001.prt.1 - - - - -

6885606 Byte 1327_301_005_ez001.prt.1 nein relativ 21 31 20 (48) verlustbehaftet824961 Byte 1328_301_008_ez001.prt.1 - - 3 - -

3346406 Byte 1328_301_028_ez001.prt.1 - relativ 4 5 -990747 Byte 1328_302_020_ez001.prt.1 - - - - -673309 Byte 1328_302_054_ez001.prt.1 - - - - -793755 Byte 1328_368_001_et001.prt.1 - - - - -

1368561 Byte 1328_368_002_ez001.prt.1 nein - 2 - 12 Modellierung403430 Byte 1328_600_008_er001.prt.1 - - - - -604700 Byte 4149_410_019_rf001.prt.1 - - - - -487898 Byte 4149_410_019_rf002.prt.1 - - - - -359627 Byte 4149_410_019_rf003.prt.1 - - - - -

1880467 Byte 4149_410_019_rf004.prt.1 - - - - -1390857 Byte 4149_410_019_rf005.prt.1 - - - - -5368643 Byte 6009_374_013_ez001.prt.1 nein relativ 3 35 103 Modellierung

Größe Typ Name


Consistency Count Gap

CADIQZusammenfassung für Baugruppe 1328_600_008_ez001 von ZF: Daten für Modellraum 2000 ------ Transfer-Config für 0.02 mm ------



CATIA ->STEP -> Pro/E Baugruppe Einzelteile Einzelteile Einzelteile Einzelteile CADIQ-Cat1 CADIQ-Cat2 CADIQ-Cat30,02 mm -> 0,01 mm Dassault 4.2.0 Dassault 4.2.0 Dassuault 4.2.1 COMSTEP 3.1.2.0 COMSTEP 3.1.2.1

SOLID ->SOLID SOLID ->SOLID SOLID ->SOLID SOLID ->SOLID SOLID ->SOLIDK323461_SOL11.model - - - - -K323461_SOL14.model nein - - - -K323461_SOL15.model - - - - -K323461_SOL16.model - - - - -K323461_SOL19.model nein nein nein - nein 8K323461_SOL2.model nein nein nein - -K323461_SOL25.model - nein nein - -K323461_SOL26.model - - - - -K323461_SOL27.model - - - - -K323461_SOL28.model nein nein nein nein nein 4 (44)K323461_SOL29.model - - - - neinK323461_SOL3.model - - - - -K323461_SOL30.model nein nein nein nein nein (90)K323461_SOL31.model - - - nein -K323461_SOL32.model - - - - -K323461_SOL4.model - - - - -K323461_SOL5.model - - - - -K323461_SOL7.model - - - - -K323461_SOL9.model nein (-) (-) nein nein (52)K323461_SOL_1.model nein nein nein - -K323461_SOL_10.model nein - - - - (4)K323461_SOL_12.model - - - - -K323461_SOL_13.model - - - - neinK323461_SOL_17.model nein - - - -K323461_SOL_18.model - - - - -K323461_SOL_20.model - - - - -K323461_SOL_21.model - - - - -K323461_SOL_22.model nein - - - -K323461_SOL_23.model - - - - -K323461_SOL_24.model - - - - -K323461_SOL_6.model - - - - -K323461_SOL_8.model - - - - -

------ Transfer-Config für 0.01 mm ------Vergleich der Prozessoren für Baugruppe 1 von TRW-Koblenz:

(-) = abstehende Flächengeometrie




CATIA ->STEP -> Pro/E Baugruppe Einzelteile Einzelteile Einzelteile Einzelteile CADIQ-Cat1 CADIQ-Cat2 CADIQ-Cat30,02 mm -> 0,01 mm Dassault 4.2.0 Dassault 4.2.0 Dassuault 4.2.1 COMSTEP 3.1.2.0 COMSTEP 3.1.2.1

K323532_SOL334.model - - - - -K323532_SOL335.model nein - - - -K323532_SOL336.model - - - - -K323532_SOL3747.model - - - - -K323532_SOL3748.model - - - - -K323532_SOL3749.model - - - nein neinK323532_SOL3762.model - - - - -K323532_SOL3763.model - - - - - 8K323532_SOL435.model - - - - -K323532_SOL436.model - - - - -K323532_SOL437.model - - - - -K323532_SOL504.model nein - - - - 12 (7)K323532_SOL507.model nein - - - -K323532_SOL51.model nein nein nein nein nein 107 (12)K323532_SOL512.model nein nein nein nein nein (6)K323532_SOL514.model - - - - neinK323532_SOL52.model - - - - - (10)K323532_SOL53.model - - - - -K323532_SOL54.model nein - - - -K323532_SOL55.model nein nein nein - -K323532_SOL62.model - - - - -K323532_SOL63.model - - - - -K323532_SOL64.model - - - - -K323532_SOL77.model - - - - -K323532_SOL78.model - - - - -K323532_SOL79.model - - - - -

Vergleich der Prozessoren für Baugruppe 2 von TRW-Koblenz: ------ Transfer-Config für 0.01 mm ------



VDA/ProSTEP AOCD TP1 Anhang


A 15

7.10 Modellkorrektur TRW

Beschreibung der Modellkorrektur von Bauteil K323532_SOL3763:

Das Bauteil gehört zur Baugruppe TRW_2, Index Size 64 Kbyte,Data Size 202 KByte

Korrekturmaßnahmen:

Abbildung 7.10-1: Bauteil K323532_SOL3763

Ein Teil der Solids wurde aus 3 Prismenkonstruiert. Diese Prismen wurdenvereinigt (Union). Hierbei traten an denÜbergängen „ebenes“ Prisma 1 –„gekrümmtes“ Prisma 2 – „ebenes“Prisma 3 , Tangenten-Probleme auf.

Abbildung 7.10-2

Geänderter Aufbau: Das Teil-Solid wurdenicht aus 3 Prismen, sondern aus einemPrisma aufgebaut. Somit war es nichtnötig eine UNION der 3 prismatischenTeile durchzuführen, wodurch eineGeometrie mit kleineren „Gaps“ erzeugtwerden konnte.

Abbildung 7.10-3

1

2

3



A 16


Das Bauteil besteht aus zwei identischen Solids (zwei Schrauben), zugehörig zu BaugruppeTRW_1, Index Size 51 Kbyte, Data Size 424 Kbyte.

Die Innenkontur des Schraubenkopfes wird durch dieVerschneidung von einem Rotations-Grundkörper miteinem Polygon-Profilkörper erzeugt.

Am Aussendurchmesser der Senkung kommt es zuPunktberührungen mit dem Polygonprofil und damitzu Unregelmäßigkeiten in den resultierendenBrandungskurven.


Abbildung 7.10-5

Die Konturen der Ausgangsgeometrie: Der Polygon-Profilkörper wird von dem Rotations-Grundkörper abgezogen. Der resultierende Körper wird vom Schraubenkopf abgezogen.



A 17

Abbildung 7.10-6

Korrekturmaßnahme:

Die Senkung wurde etwas vergrößert, was keine Auswirkung auf die resultierendeGeometrie hat. Die Unregelmäßigkeit der Innenkontur wird dadurch beseitigt.


Das Bauteil gehört zur Baugruppe TRW_2, Index Size 1.1 Mbyte,Data Size 3.4 Mbyte.




A 18

Vorhandene Geometrie:

Subtraktion eines nicht100%ig exakten Primitivs, umeine Verrundung zuerzeugen.

Abbildung 7.10-2

Bei einem Primitiv (Prisma)lag kein 100%ig tangentialerÜbergang (in der Randkontur)zwischen zwei Kreisen vor.Diese Bedingung wurde mitdem „Sketcher“ nachträglicherzeugt.

Abbildung 7.10-3



A 19


Das Bauteil gehört zur Baugruppe TRW_2, Index Size 1.3 Mbyte,Data Size 4.2 Mbyte.


Zwei Verrundungsradienüberlappen sich;„Flächenprobleme durchüberlagerte Rundungen“.

Abbildung 7.10-2



A 20

Der gekennzeichnete Bereichzeigt die beiden komplexgeformten Rundungen, diesich gegenseitig berühren.

Abbildung 7.10-3


Das Verkleinern einer derbeiden Rundungen verhindertdie Überlappung.

Abbildung 7.10-4



A 21

In der Ausschnitts-vergrößerung ist die Trennungder beiden Rundungen zuerkennen.

Abbildung 7.10-5


Baugruppe TRW_2, Index Size 414 Kbyte, Data Size 969 Kbyte.




A 22

Zweiter Teil der Feder wurde durch SOLIDE/ TRANSFOR/MIRROR im Baum als t – Transformation erzeugt.

Abbildung 7.10-7

Zweite Feder wurde ebenso im Baum durch SOLIDE/ TRANSFOR/MIRROR erzeugt. Bei diesem Vorgang wird kein echtes neues Soliderzeugt.

Abbildung 7.10-8



A 23

Der Dassault-Prozessor kann diese Spiegelung nicht verarbeiten. Der Debis-Prozessor kanndiese Spiegelung verarbeiten. Um mit dem Debis-Prozessor arbeiten zu können, müsstenbeide Spiegelungen durch Erzeugung reeller Geometrie (TRANSFOR/ CREATE/SYMETRIE, TRANSFOR/ APPLY/ DUPLICATE ersetzt werden. Der resultierende Solid wirddann mit der Funktion SOLIDE/ OPERATION/ UNION erzeugt.


Spiegelung der Ausgangsgeometrie mit SOLIDE-Funktionen

1. Schritt:

1.1 TRANSFOR CREATE Symetric

1.2 TRANFSOR Apply Duplicate

2. Schritt

SolidE OPERATE UNION

3. und 4. Schritt

3.1 ... CREATE Symetric

3.2 ....Apply Duplicate



A 24

4. SolidE OPERATE UNION

Verweis auf Q&T – Untersuchung:

Abbildung 7.10-9: Beispiel aus der Q & T Arbeitsgruppe

Die obige Abbildung zeigt ein Catia-Modell, das im Rahmen der Arbeitsgruppe Qualität undTest des Prostep Vereins untersucht wurde und bei dem das gleiche Problem unter derÜberschrift „Gespiegelte Dittos im Kontext eines AP214 Assemblies“ analysiert wurde.



A 25


Das Bauteil K323461_SOL30 wurde nach der ersten Analysephase durch eine überarbeiteteVersion mit der Nummer K323540_3 ersetzt. Die Überarbeitung wurde von TRW Koblenzdurchgeführt, da das ursprüngliche Solid zuviele unterdrückte Konstruktionselementeenthielt.

Das folgende Bild zeigt das untersuchte Modell vor den Korrekturmaßnahmen:



1. SOLIDE/ Update

Um ein Update über das komplette Solid durchzuführen, mußten vom original- Solid zweiRundungen unterdrückt werden.

Abbildung 7.10-11



A 26

2. Untersuchung von komplexen Radienübergängen

Unterdrücken einer Taschenrundung, die bei der Untersuchung mit CAD/IQ mit einemfehlerhaften „Face/Face Angle“ angezeigt wurde. Diese Unterdrückung zogzwangsweise weitere Deaktivierungen von Radien nach sich.

Abbildung 7.10-12

Das nebenstehende Bild zeigt dieGeometrie ohne Verrundung der Tasche.

Abbildung 7.10-13

3. Weiterer Radien müssen unterdrückt werden, da sie mit dem Taschenradiuszusammenhängen. Anschließend kann mit dem Debis-Prozessor ein Solid erzeugtwerden.



A 27

Abbildung 7.10-14

Einzelheiten der resultierenden Geometrie:

Abbildung 7.10-15



A 28

7.11 Modellkorrektur Wabco

1. Bauteil 4802020104 aus Baugruppe Wabco_1

Problem: Curled Face mit EdgeEdgeGap 0.02mm an komplexem Rundungssatz (Radius2mm) im Übergang zu einer Formschräge.Lösung: Löschen des Rundungssatzes und einzeln Verrunden (Radius 2 und 1,5 mm).

1. Gußgehäuse2

WABCO Gußgehäuse:- Dateigröße 4.84 MB, Rel. Genauigkeit

0.0012, 417 KE, 6 unterdrückte KEFehlerhafte Konvertierung

- Anpassungsversuch: Absolute Genauigkeit0.02 , Dateigröße 4,86 MB, 15 unterdrückteKE, 1 Geom.-Check. Kurze Kante wurdedabei von 0.30 mm zu einem Wert von0.24 mm verändert

WABCO Gußgehäuse2:- Dateigröße 12.3 MB, 36 unterdrückte KE, 4 Geom.-

ChecksFehlerhafte Konvertierung

- Anpassungsversuch auf absolute Genauigkeit 0.01,Verlust von zwei RundungenResultat: Vollständige Konvertierung



A 29

2. Bauteil 4722510114 Baugruppe Wabco_1

- Dateigröße 7.5 MB, Rel. Genauigkeit 0.0012, 158 KE,2 unterdrückte KE

- Anpassungsversuch auf absolute Genauigkeit 0.01,Dateigröße 7.3 MB, ein Geom.-Check, 2 unterdrückteRadien

- Das Bauteil wurde mit CADIQ untersucht und alleangezeigten Fehler behoben oder unterdrückt.Resultat: Fehlerhafte Konvertierung mit ComStep

Die Problematik scheint hier in der großen AnzahlRundungen und Formschrägen zu liegen. Nur durch dieAnwendung des Dassault-Prozessors ließ sich das Bauteilkomplett konvertieren.

Mikrostufe

Problem: Mikrostufe (0.006 mm2) durch eine falschbemaßte Protrusion. Der Fehler entstand erst durchdas späte Anbringen der Formschräge.Lösung: Umdefinieren der Protrusion unterBerücksichtigung der Formschräge.

Problem: SmallEdges, SmallFace(0.009mm2) da SchriftzugKonstruktionselemente schneidetLösung: Neu bemaßen



A 30


- Dateigröße 18.6 MB, Rel. Genauigkeit 0.0012, 138KE, 6 Muster

- Anpassungsversuch auf absolut Genauigkeit: 0.01,Dateigröße 18.6 MB, keine Geom.-Checks.Resultat: Fehlerhafte Konvertierung

- Der Fehler beschränkt sich auf den markierten,gemusterten Rundungssatz.

- Die große Anzahl kleiner Rundungen macht dieSuche nach Geometrie-Varianten sehrzeitaufwendig

Die erfolgreiche Übertragung mit dem Dassault-Prozessor konnte zu einem späteren Zeitpunktnachgewiesen werden.

Problem: SmallEdge, SmallFace durchgeschnittene Rundung

Lösung: Entweder erst den Cut und danndie Rundung anbringen oder den Radiusso anpassen, damit die Flächen ineinander laufen.



A 31


Maßnahme: Rundung wid durch Cut ersetzt. Mit den gegebenen Abmessungen keinenEinfluss auf den Datenaustausch.

Das dargestellte Bauteil hat eine Länge von 27 mm,es dient als Pin in einer Steckverbindung.

- Dateigröße 547 KB, 23 KE

- Anpassung auf absolute Genauigkeit 0.01 istmöglich, die durchgeführte Änderung hatvornehmlich Einfluss auf das Fehlerisiko beiÄnderung der Abmessungen.

Die Ausführung der Halbkugel als Cut hat den Vorteil,dass dieser sich den Änderungen desStiftdurchmessers automatisch anpassen kann.



A 32


Problem: Der Startquerschnitt der Trajektion liegt in der Geometrie. Diese verläßt denKörper ohne exakte Tangentenbedingung.

Lösung: Lineare Protrusion des Körpers mit exakter Ausrichtung auf die Kanten.

Start der Trajektion

Spalten in der Geometrie aufgrundder fehlenden Übergangsbedingung

Dateigröße 421 KB, keine GeomChecks

Anpassung auf absolute Genauigkeit 0.01 istmöglich

Der von CAD/IQ angezeigte Gap führt zu einemaufwendig modellierten Konstruktionselement,welches ein Profil entlang einer Leitkurve zieht,um einen kleinen Verbindungssteg der Dichtungzu erzeugen.Der Gap entsteht in der Kombination mit deminnen liegenden Radius.

Die Geometrie läßt sich besser durch eineneinfachen Profilkörper in vertikaler Richtungerzeugen.



A 33


- Dateigröße 512 KB, keine Geom Checks

- Anpassung auf absolute Genauigkeit 0.01

Das Bauteil wurde mit CADIQ untersucht.Die Analyse zeigt nur die Kanten mit der Länge0.03 mm im Bereich der kleinen erhabenenBuchstaben im Innern des Steckers.

Die im Folgenden bearbeitete Problemzone wurdeeher zufällig gefunden.

FehlendeÜbergangsbedingung

Problem: Die Skizze für die Protrusion der Leiste istunvollständig definiert. Der Radius des Steckerswurde als Referenz angegeben und damit dasKreisstück gezeichnet. Dieses sollte tangential in dieVerrundung laufen. Da dies nicht explizit angegebenwurde, entstand eine extrem kleine Stufe.

Lösung: Hinzufügen einer Tangentenbedingung



A 34

7.12 Modellkorrektur ZF

7. 7852_001_644_geh.prt

Dateigröße 4 MB, Keine GeomChecks

Anpassung an absolute Genauigkeit 0.01 ist möglich.

Das Bauteil hat einige Realitätsprobleme, die teilweisedurch Rundungen überdeckt werden. Die Analyse mitCAD/IQ zeigt einen Face/Face Gaps von 0.046 mm imBereich des verdeckten Spalts und einen Face/FaceGap von 0.024 mm im Bereich desRundungsübergangs, der auf der folgenden Seitebeschrieben wird.

Das erste Realitätsproblem ist ein verdeckter Spalt, daszweite Realitätsproblem ist eine Stufe auf einem Steg.

Verdeckter Spalt:

Problem: Um eine Schräge zu erreichen,wurden an den Boss eine gerade Protrusionunter schrägem Winkel angebracht. Dieentstehenden Lücken sind mit Rundungengefüllt worden. Die resultierende Geometriehat mehrere Gaps.Lösung: Die Schräge wurde durch einenBlend zwischen zwei Flächen realisiert. Dieneue Schräge läßt sich sauber verrunden.

Stufe durch geradeProtrusion

Neue Geometriedurch hinzuge-fügten Blend



A 35

Zweites Realitätsproblem:

Problem: Mikrostufe, die in der Realitätnicht zu fertigen wäre.

Bei einem kreisförmigen Cut wurdenicht berücksichtigt, daß dieQuerrippen eine gewölbte Oberflächehaben. Das Resultat ist eine Mikrostufe von0.3 bis 0.0 mm mit sehr kleinenFlächen und Winkeln.

Lösung: Der beste Weg diese Geometrie zu erzeugen,wäre, die Rippe mit Hilfe einer Trajektion entlang einerLeitkurve in einem Stück zu erzeugen. Auf Grund von zuvielen Referenzen lassen sich die betreffenden Elementenicht mehr löschen. Daher wird der Übergang durch einengezogenen Cut (Sweep-Cut) vervollständigt. Die Rippen-Kante dient dabei als Leitkurve, der Querschnitt wird überdie Mikrostufe gezogen.

Ohne Auswirkung auf die Übertragbarkeit mit relativerGenauigkeit !

Mikrostufe durch geradenCut erzeugt.

Übergang durch geradeProtrusion realisiert.

0.3 bis 0.0 mm

Glätten der Kante durcheinen gezogenen Cut.



A 36

8. OS_7832_320_813_KURZ

- Dateigröße 523 KB, 11 KE, keineGeomChecks

- Anpassung auf absolute Genauigkeit0.01 möglich

- Die Problemzone befand sich in einemder Anschlusszylinder. Die Skizze desQuerschnitts war fehlerhaft. DerRotationsquerschnitt wurde neudefiniert.

Problem: Die Skizze des Rotationsquerschnittesenthält einen Winkel von 89,58° anstatt 90°. Der Winkelmußte nicht angegeben werden, da der markierte Punktvon der Referenzlinie „gefangen“ und der Querschnittdamit als vollständig bemaßt angenommen wurde. DasResultat ist eine extrem flache Kegelfläche.Lösung: Explizite Angabe des rechten Winkels.Ohne Auswirkung auf die Vollständigkeit derDatenübertragung !

Rotationsachse

89,58°

Punkt „gefangen“



A 37

9. 7691_001_141_ez001.prt

Ohne Auswirkung auf die Übertragbarkeit mitrelativer Genauigkeit !

Dateigröße 4 MB, ein GeomCheck

Anpassung auf absolute Genauigkeit 0.01 ist erstnach Modifikation des Bauteils möglich.

Das Bauteil wurde mit CADIQ untersucht. Indiesem Fall gab es eine Übereinstimmungzwischen dem angezeigten GeomCheck und derCAD/IQ Anzeige. Eine zufällige räumliche Nähezweier Kanten erzeugt eine sehr kurzeFlächenberandung.Der Rundungssatz wurde geringfügig verändert.Um ein Regenerieren mit absoluter Genauigkeitzu ermöglichen, wurden zwei weitere Radienangepasst.

Problem: Durch den rotierten Cut wurde eine bestehendeRundung zerschnitten. Dadurch entstand eine SmallEdge.Lösung: Die Rundung wurde verkleinert (1,5mm auf1,2mm) Dabei mußte die gleiche maßliche Änderung mitder Rundung im Boden der Tasche vollzogen werden, dasich das Modell sonst nicht regenerieren ließ.



A 38

10. 6009_374_013_ez001.prt

• Dateigröße 5,11 MB, 180 KE• Relative Genauigkeit 0,0012, Einstellung einer absoluten

Genauigkeit von 0,01 nicht ohne Korrektur möglich• 3 Geom.Checks

Problem: Der rotierte Körper reicht nicht bis zur Kanteder Flansch. Es entsteht eine Mirkostufe von 0,00407mm.Lösung: Löschen der Kantenausrichtung undEinfügen der exakten Bemaßung oder Drehung derSkizzierebene in den zylindrischen Bereich desGrundkörpers.

Skizze neu bemaßt. Der Körper paßt genau aufden Flansch.

1. Mikrostufe



A 39

2. Zuordnung eines kreisförmigen Schnittes

Problem: Um die Rundung am Ende der Rippe zu realisieren wirdein halbkreisförmiger Schnitt mit einem Radius von 6 mm erzeugt.Der ‚GeomCheck‘ weißt daraufhin, daß dieses Feature nicht exaktder Kante zugeordnet werden kann.

Lösung: Der Radius wird auf 8 mm vergrößert, damit wird einzufälliger Konflikt zwischen zwei Kanten vermieden.

Diese Maßnahme ist ohne Auswirkung auf die Vollständigkeit desDatenaustauschs !

Radius von 6 auf 8 mm



A 40

3. Kurze Kante durch Schnitt

Problem: Der seitliche Fläche des Grundkörper ist nicht eben,sondern durch einen gezogenen Schnitt leicht angeschrägt(Formschräge). Der Schnitt berücksichtigt diese Schräge nicht undes entsteht eine kurze Kante.Lösung: Der Schnitt wird soweit vergrößert, daß er denGrundkörper vollständig schneidet.Diese Maßnahme ist ohne Auswirkung auf den Datenaustausch !

Formschräge

Schnitt ist auf die obere Kanteausgerichtet. Der Formschrägewinkelwird nicht berücksichtigt

182°

Schnitt vergrößert



A 41

11. 1328_368_002_ez001.prt

• Dateigröße 1.37 Mbyte, 180 KE• Relative Genauigkeit 0.0012; Einstellung einer absoluten Genauigkeit von 0,01 mm

wurde nach Beseitigung des Geom Checks durchgeführt• 2 Geom Checks

Das Bauteil zeigt außerdem einen Gap in der Größe von 0.024 mm im Bereich desÜbergangs der scharfkantigen Hebelarme auf den zylindrischen Bereich in der Mitte desHebels. Durch zusätzlich angebracht Verrundungen lässt sich dieser Bereich umgestalten.Die anschließend durchgeführte Gap-Analyse zeigt einen maximalen Gap von 0.0043 mm.

Die Geometrie läßt sich konvertieren, sobald das Bauteil mit absoluter Genauigkeitabgespeichert wird. Nur die Veränderung auf absolute Genauigkeit bewirkt eine Reduzierungdes maximalen Gap auf 0.0048 mm. Gleichzeitig entsteht jedoch eine kürzeste Edge von0.026 mm.

Problem: Der Verrundungsalgorithmuskollidiert leicht mit der abgestuftenBerandung des Hebelarms.

Lösung: Die Verrundung wird weiternach vorne im Modellbaum geschobenund dadurch vor der seitlichenAbstufung erzeugt.

Radius = 1 mm



A 42

7.13 Modellanalyse Audi

Pro/ENGINEER zeigt für das Bauteill keinen Geom Check an. Sobald das Modell regeneriertwird, kann ein Feature (#263) nicht mehr neu aufgebaut werden.Eine Rippe (#195) wurde so modelliert, dass sie einen Spalt zum nächst gelegenenKonstruktionselements aufweist. Der Spalt wurde anschließend mit einer Verrundung (#199)abgedeckt. Dieser Zustand wird durch die folgenden Bilder dokumentiert:

Dieses Bild wurde nichtzur Veröffentlichung frei-gegeben !

Abbildung 5: Rippe mit Spalt (#195)

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Abbildung 6: Spalt abgedeckt mit Verrundung.

Die meisten kurzen Kanten die CADIQ anzeigt, sind auf winzige Flächen in Verrundungenzurückzuführen. Diese Flächen entstehen bevorzugt, wenn sich mehrere Verrundungentreffen.

Die kleine Kanten dieser Flächen werden von CAD/IQals ‚Edge Length‘ angezeigt. Insgesamt liegen 66Kanten zwischen 0.1 mm und 0.01 mm.

Die auf dieser und auf der nächsten Seitebeschriebenen Radien wurden mit der FunktionAdvanced, Rolling Ball, Circular, Corner Sphereerzeugt.

0.5mm großer Spalt



A 43


In Abschnitt 3.2.3.2 wird dargelegt, dass selbst die neuere Version des Lagerbocks nichtmodifizierbar ist. Gleichzeitig wird die Position eines kritischen Face/Face Gaps eindeutigangezeigt. Um sicherzustellen, dass der von CAD/IQ gezeigte Face/Face Gap (0.228 mm)tatsächlich die Ursache für die unvollständige Konvertierung ist, wurde der Bereich in einemTestmodell weggeschnitten.

Die Analyse in CAQ/IQ zeigte nach diesem Eingriff keinen kritische Gap mehr.

Das so entstandene Modell wurde mit dem Dassault-Prozessor 4.2.0 erfolgreich nach Catiaübertragen. Die nachfolgenden Bilder zeigen den kritischen Bereich mit dem künstlichenEingriff in das Modell.



7.14 Mathematische Fehleranalyse

Im Rahmen des Projektes wurde im Bezug auf Datenqualität untersucht, warum bestimmteSolid-Modelle aus nicht vollständig nach Catia eingelesen werden können (Abbildung7.14-1).

Einstellung beimHerausschreiben:- Plattform: Z.B. SUN.SOLARIS2.5- CAD-System: z.B. ProE. Version. Release- Native Aktionen: z.B. Option 128- Toleranz

Einstellung beim Einlesen:- Plattform: z.B. IBM.AIX4.3- CAD-System: z.B. CATIA Version.Release- Native Aktionen: z.B. native Healing- Toleranz

Sender-system

Empfänger-system

STEP-Datei

Solid Solid Kein Solid

Abbildung 7.14-1: Problem der Solid-Übertragung

Die Untersuchungsergebnisse werden in diesem Teilbericht wie folgt zusammengefasst:

1. Vereinbarung und Vorgehensweise der Untersuchung,2. Vereinbarungsorientierte Datenprüfungskriterien im Bezug auf die VDA-Empfehlung

4955,3. Toleranzbediente Austauschprobleme,4. Systembediente Austauschprobleme und5. Ergebniszusammenfassung.

7.14.1 Vereinbarung und Vorgehensweise der Untersuchung

Um CAD/CAM-Daten verlustfrei innerhalb einer Prozeßkette mit sowohl dem nativen alsauch dem neutralen Datenformat austauschen zu können, werden zwischen denAustauschpartnern gewöhnlich bilaterale Vereinbarungen gemacht, wie es von dem VDA (inder Empfehlung 4950) empfohlen und von Automobileherstellern praktiziert wird. In dieserVereinbarung werden spezifische Anforderungen an die Datenqualität und die Austausch-Randbedingungen festgelegt Der Ausgangspunkt der in diesem Teilprojekt durchgeführten



Untersuchung ist die Vereinbarung der Firmen WABCO und TRW mit ihren Kunden, wobeinur Toleranzvereinbarung berücksichtigt wird.

Die Untersuchung wurde wie folgt durchgeführt:

1. Export des CAD-Modells als STEP-Datei aus Pro/ENGINEER und Import derSTEP-Datei nach Catia mit den Prozessoren von Debis oder Dassault mit derjeweils vereinbarten Toleranz und umgekehrt von Catia nach Pro/ENGINEER,

2. Bestimmung der Fehlerursache beim nicht übertragenen Modell und3. Verifizieren der Fehlerursache durch den erfolgreichen Import des Modells nach

der Beseitigung des festgestellten Fehlers.

7.14.2 Vereinbarungsorientierte Datenprüfungskriterien im Bezug auf die VDA-Empfehlung 4955

In der VDA-Empfehlung 4955 sind Prüfkriterien für die Datenqualität vorgeschlagen. Einevollständige Prüfung nach allen in der VDA-Empfehlung 4955 aufgelisteten Kriterien istaufwendig und meistens nicht nötig. Es wird deswegen empfohlen, nur die Kriterien, die zumErreichen der vereinbarten Datenqualität relevant sind, auszuwählen und damit denPrüfumfang möglichst klein zu halten. Im Zusammenhang mit der in dieser Arbeitdurchgeführten Untersuchung werden folgende Krieterien aus der VDA-Empfehlung 4955benutzt:

1) Minielemente ( VDA-4955 3.3.1)2) Abstand Randkurve zur Trägerfläche (VDA-4955 3.3.3)

Darüber hinaus wurden auch spezifische Kriterien angewendet, die zwar noch nicht in derVDA-Empfehlung 4955 enthalten, aber relevant für das vorliegende Zielsystem (Catia) sind.

7.14.3 Toleranzbedingte Austauschprobleme

Datenaustauschprobleme werden meistens auf sogenannte „Toleranzprobleme“zurückgeführt. In der VDA-Empfehlung 4955 wird aufgelistet, welche CAD-Systemparameterfür Genauigkeit und Toleranzen relevant sind (Abs.2.5.1). Das sind z.B.

. maximale Lücke (T1) und

. minimale Elementgröße (T2).

Genaue Definition beider Begriffe findet man auf der Seite 27 der genannten Empfehlung.Die Tatsache, dass es bei den verschiedenen CAD-Systemen verschiedene Möglichkeitengibt, die Toleranz festzulegen, hat dazu geführt, dass man die Schuld für dieDatenaustauschprobleme den bestimmten CAD-Systemen zuweist, indem man sagt, dassein CAD-System „genauer“ oder „grober“ ist als das andere. Doch wenn man denAustauschvorgang (Abbildung 7.14-2) genau beobachtet, stellt man fest, dass nicht dieabsolute Genauigkeit einzelner Systeme, sondern die relative Beziehung der Genauigkeitbeider beteiligten Systeme ausschlaggebend ist.



STEPModell

SenderNativesModell

Herausschreiben nach STEP Einlesen

ZielNativesModell

Konstruieren

Konstrukteur

Toleranz1 Toleranz2 Toleranz3

1. Qualitätskontrollenach

-Toleranz1-Toleranz2-Toleranz3

2. Qualitätskontrollenach

-Toleranz1-Toleranz2-Toleranz3

Abbildung 7.14-2: Qualitätskontrolle beim Datenaustausch

In der Abbildung 7.14-2 sieht man, dass es von der Konstruktion im Sendesystem bis zumZielsystem mindestens 3 unterschiedliche Toleranzen geben kann:• Konstruktionstoleranz (T1) beim Sendesystem,• Exporttoleranz (T2) beim Sendesystem und• Importtoleranz (T3) beim Zielsystem.

Während T1 und T2 normalerweise identisch sind, sind T2 und T3 üblicherweiseunterschiedlich. Wenn über die Datenqualität geredet wird, sollte man daher gleichzeitigerwähnen, welches System und Toleranz als Vergleichsbasis dienen. Wenn ein CAD-Modellnicht ins Zielsystem eingelesen werden kann, heißt noch lange nicht, dass dieses Modellkaputt und deswegen „Schrott“ ist, weil es sehr wahrscheinlich sein kann, dass dieses Modellim Sendesystem unter seiner Toleranz ein perfektes Modell ist. Man sollte deswegenmeiden, ein CAD-Modell als absolut „korrekt“ oder „kaputt“ einzustufen. In dieser Arbeit wirddie Toleranz T3 im Zielsystem als Vergleichsbasis benutzt, um die Güte eines CAD-Modellszu beurteilen.



A

TminA >=Tmin A

TmaxA <= Tmax

Modell

Modell

Abbildung 7.14-3: Toleranzklassifikation

Um die toleranzbedingte Probleme zu analysieren, werden zwei aus der VDA-Empfehlung4955 ausgewählten Kriterien in der Abbildung 7.14-3 symbolisch dargestellt. Mit dermaximalen Lücke Tmax beizeichnet „A“ die maximal gemessene Modellücke. Für den Fall,dass A größer ist als Tmax, wird das Modell vom Zielsystem nicht akzeptiert. Beimminimalen Element Tmin bezeichnet A das minimal gemessene Element. Falls A kleiner alsTmin ist, wird das Modell vom Zielsystem auch nicht akzeptiert.

Im Fall der maximalen Lücken (Abbildung 7.14-4) sind grundsätzlich 2 Situationen zuunterscheiden:

- Fall 1: Tmax beim Sendesystem (Ts) ist gleich oder kleiner als Tmaxbeim Zielsystem(Te),

- Fall 2: Tmax beim Sendesystem (Ts) ist größer als Tmax beimZielsystem(Te),

Im Fall 1 dürfte es theoretisch keine Austauschproblemen in Zusammenhang mit Toleranzder maximalen Lücken geben, sobald die größte Lücke des Modells den Ts nichtüberschreitet. Im Fall 2 kann passieren, dass ein für Sendersystem „gutes“



Ts <= Te

Änderung der Toleranz beimEmpfänger

Ts > TeÄnderung des Modells beim Sender

Ts > Te

As Ts TeAe

As Ts

As Ts Ae Te

Abbildung 7.14-4: Toleranzkontrolle der maximalen Lücken

Modell vom Zielsystem nicht eingelesen werden kann. Man hat dabei zwei Möglichkeiten.Bevor man das Modell ins Zielsystem importiert, sollte entweder der Modell zuerst sogeändert werden, dass die größte Lücke kleiner als Te ist, oder stellt man die Toleranz desZielsystems um, so dass Te gleich Ts ist. Die zweite Variante ist unrealistisch, weil dieAnwender die Toleranz im produktiven Betrieb üblicherweise nicht ändern. DieRegenerierung des Modells mit der Zielsystemtoleranz kann entweder im Sendersystem(native Healing) oder durch ein neutrales STEP-Adapter durchgeführt werden.

Im Fall der minimalen Elemente (Abbildung 7.14-5) sind grundsätzlich auch zwei Situationenzu unterscheiden:

- Fall 1: Tmin beim Sendersystem (Ts) ist gleich oder größer als Tminbeim Zielsystem(Te),

- Fall 2: Tmin beim Sendersystem (Ts) ist kleiner als Tmin beimZielsystem(Te),

Im Fall 1 dürfte es theoretisch keine Austauschproblemen in Zusammenhang mit Toleranzder minimalen Elemente geben, sobald das kleinste Element des Modells größer ist als Ts.Im Fall 2 kann passieren, daß ein für Sendesystem „gutes“Modell vom Zielsystem nichteingelesen werden kann. Man hat dabei 2 Möglichkeiten. Bevor man das Modell insZielsystem importiert, sollte entweder das Modell zuerst so geändert werden, dass daskleinste Element größer als Te ist, oder stellt man die Toleranz des Zielsystems um, so dassTe kleiner oder gleich Ts ist. Die zweite Variante ist unrealistisch, weil die Anwender dieToleranz im produktiven Betrieb üblicherweise nicht ändern. Die Regenerierung des Modellsmit der Zielsystemtoleranz kann entweder im Sendersystem (native Healing) oder durch einneutrales STEP-Adapter durchgeführt werden.



Ts >= Te

Ae Te

Änderung der Toleranz beim Empfänger

Ae Te

As Ts

As Ts

As Ts

Ae Te

Ts < Te

Änderung des Models beimSender

Ts < Te

Abbildung 7.14-5: Toleranzkontrolle der minimalen Elemente

Konkrete Beispiele für die Austauschproblemen mit Toleranz maximaler Lücken (Problem P1und P2) und minimaler Elemente (Problem P3) sind in Abbildung 7.14-6 bis Abbildung 7.14-8

Quelle:TRW: K323461_SOL30_NEUvom CATIA (0.02)nach ProE (0.01)

FACE #26192

Abbildung 7.14-6: Problem P1



Abstand D > Toleranz

Quelle:WABCO: 8971068994___e01vom ProE 0.0012 relativnach CATIA 0.02

FACE #857


EDGE_CURVE #1114

FACE #19993




7.14.4 Systembedingte Austauschprobleme

Außer der toleranzbedingten Problemen gibt es noch Probleme, die auf Unterschiede, sogarSystemfehler verschiedener Systeme zurückzuführen sind,z.B.

- Unterschiede in der Berechnungsgenauigkeit der verschiedenen Systemkerne

- Unterschiede in den Bearbeitungsmöglichkeiten analytischer Geometrie (geschlossene Fläche)

- Unterschiede in den Approximationsgenauigkeiten (Healingqualität)

- Unterschiede in der Bearbeitungsmöglichkeit der Freiformgeometrie (Polynomgrad)

Der in dieser Untersuchung auffällige Faktor ist der Unterschied in denBearbeitungsmöglichkeiten analytischer Flächendarstellung. Die aus Pro/ENGINEERexportierte kanonische Fläche, wie Zylinder, Kegel wird manchmal vom Catia nichtakzeptiert, weil die Randkurve einer FACE den Saum berührt oder schneidet (Abbildung7.14-9). Dieses Problem wird durch entsprechendes Drehen der Fläche gelöst. Dasentsprechende Prüfkriterium hierfür ist nur Catia-spezifisch und nicht in der VDA-Empfehlung4955 enthalten.

02π

Quelle:WABCO: 8940708814___a07vom ProE 0.0012 relativ nach CATIA 0.02

SAUM

FACE #1313




7.14.5 Ergebniszusammenfassung

Die in dieser Arbeit festgestellten Problemtypen mit entsprechender Referenz zur VDA-Empfehlung 4955 sind in der Tabelle 1 aufgelistet. Das Ergebnis der Dateiuntersuchung istin der Tabelle 2 zu sehen. Die Untersuchung erfolgt durch Einsatz des im ProSTEPentwickeltes Analyse- und Healingstools Psdata_Adapter.

Tab .1: Vereinbarungsspezifische Problemklassifikation

Tab. 2 Ergebnis der Dateiuntersuchung

Problemtypen Problembeschreibung VDA-Referenz

P1 Die Projektion eines 3D-PunktesP alsBasispunkt einesVERTEX oder als Punktauf einer EDGE_CURVEauf eine B-SPLINE-Fläche ist nicht möglich.

VDA-49552.3.3.3

P2 Der Abstand zwischen einem 3D-PunktP, als Basispunkt einesVERTEX oder alsPunkt auf einer EDGE_CURVE undseiner Projektion auf eine FlächeS, istgrößer als die vorgegebene Toleranz.

VDA-49552.3.3.3

P3 Die EDGE_CURVE eines FACES ist zukurz um innerhalb der Zielsystemtoleranzeingelesen zu werden (Minielement).

VDA-49552.3.1.1

P4 Die Randkurve eines FACESüberschneidet oder berührt die Nahteiner geschlossenenen Fläche( Zylinder, Kegel, Kugel,Torus )

keine

Nr. Problemtypen Beispieldatein Bemerkung

1 P1 TRW:K323461_SOL30_NEU

CATIA 4.2.0, 0.02->ProE0.01mm

2 P2 Wabco:8971068994__e01 ProE, V20, 0.0012 relativ ->CATIA 4.2.0, COMSTEP3.1.2.1 0.02 mm

3 P3 Wabco: 4722510114___a01 4802026204___a01 8940708814___a07 8941101314___a07

ProE, V20, 0.0012 relativ ->CATIA 4.2.0, COMSTEP3.1.2.1 0.02 mm

4 P4 Wabco:8101260624___a088101260754___a08

ProE, V20, 0.0012 relativ ->CATIA 4.2.0, COMSTEP3.1.2.1 0.02 mm



7.15 Beschreibung der Problemzone beim Übertragen des BauteilsSechskantschraube 8101260624 nach Catia.

Die Oberfläche des Bauteils besteht ausschließlich aus analytischen Flächen (Kreiszylinder,Ebene, Torus etc.), wie auf der Darstellung ersichtlich.

Unter den untersuchten Flächen macht dieKegelfläche, die beim Abschrägen der unterenSchraubenhälfte (Gewinde Fase) entsteht,beim Datenaustausch Probleme.

Zunächst eine kurze Beschreibung der Definition einer Kegelfläche, so wie sie in STEPVerwendung findet ( siehe STEP Part 42 )

Eine Kegelfläche wird bezüglich eines geometrieeigenen Koordinatensystems definiert. Diez-Achse dieses Systems fällt dabei mit der Drehachse des Kegels zusammen. Der Ursprungdieses Systems bestimmt zusammen mit einem positiven Radiuswertes R und einem Winkelα die Kegelfläche in Lage und Gestalt, wie auf der folgenden Abbildung zu erkennen.

x

y

z

R

a

Gewinde Fase



Die Besonderheit beim vorliegenden Datenaustauschproblem liegt nun darin, daß diebenutzte Fläche desSchraubenmodells auf dem anderen Halbkegel, jenseits der Spitze des Kegels liegt (in derAbbildung links angedeutet).

Dies ist durchaus zulässig, wenn auch eher ungewöhnlich. Im vorliegenden Fall ist dieserSachverhalt die Ursache für den Verlust der Face und somit der geschlossenenFlächenhülle, die dem Solid zugrundeliegt. Durch eine entsprechende Veränderung derWerte R sowie der Lage des Koordinatensystems , so daß die benutzte Fläche auf dergleichen Seite bezüglich der Spitze wie das definierende Koordinatensystem liegt, läßt sichdie gesamte Schraube als Solid übertragen.

7.16 Erklärungen zum Datenaustauschproblem Catia V4.2.0 nachProE 20 der Bauteilkomponente K323461_SOL19:

Es handelt sich bei der Bauteilkomponente um zwei räumlich getrennte Solids, die einenringartigen Aufbau besitzen. Ein Solid entsteht durch die Rotation eines komplexenProfils um eine Rotationsachse in der Profilebene, so daß ein geschlossener Körper miteiner torusartigen Gestalt entsteht (Abb. 1, links).

Wie zu erkennen sind im Originalmodell Einkerbungen angebracht. An diesen Einkerbungenentstehen Faces, die beim Datenaustausch verloren gehen.Allen dieser Faces ist gemeinsam, daß sie in als Trägerflächen den Typ conical_surface(Kegelfläche) besitzen und in ihren Berandungen Edges benutzt werden, denen Kurven desTyps hyperbola zugrunde liegen. Diese Kurven sind es, die der Prozessor des Zielsystemsnicht einlesen kann.Betrachtet man die Lage der betroffenen Edges in Bezug auf die Kegelflächen, auf denen sieliegen genauer, so läßt sich folgendes feststellen (siehe Bild 2):



Die Ebenen, auf denen die Hyperbeln definiert sind, beinhalten die Achse des Kegels, wie imobigen Bild angedeutet (Toleranz im Rahmen der Floating Point Genauigkeit). Dasbedeutet, daß die die Basisgeometrien der problematischen Edges eigentlich vomtheoretischen Standpunkt aus Linien sind.

In der Tat lassen sich alle Verluste vermeiden, wenn die Basisgeometrie der Edges durchden Typ line ersetzt wird.

Da sich alle problematischen Edge-Basisgeometrien im STEP-Modell innerhalb dererforderlichen Modelltoleranz von 0.02 mm auf der zugehörigen Basisfläche befinden, läßtsich das Problem nicht unbedingt unter der Kategorie „Ungenaue Geometrie“ einordnen.Vielmehr führt wahrscheinlich die unterschiedliche interne Behandlung von Hyperbeln inder Prozessor Software des Zielsystems zu den Verlusten.

Vermutlich würde es sich hier als vorteilhaft erweisen, wenn in Grenzbereichen, wo der Typdes vorliegenden Kegelschnitts bedingt durch die Freiheit in der der Lage (im Rahmen derModellgenauigkeit) nicht eindeutig spezifizierbar ist, die Basisgeometrie als B-SplineGeometrie erzeugt werden würde.



7.17 DMU Auswertung

Die folgende Tabelle ermöglicht den Vergleich der Datenmengen, die bei den DMU-Aufbereitungen im AOCD-TP1 Projekt erzielt wurden. Das synthetische Beispiel ‚Welle mitLagerung‘ entstammt einer Spezifikation, die zu Beginn des Projektes von DaimlerChryslerNutzfahrzeuge zur Verfügung gestellt wurde.Die Tabellen zur Baugruppe ‚Wabco_2‘ sollen den Aufwand bei der nachträglichenVereinfachung einer gegebenen Baugruppe bei gegebener DMU-Arbeitsmethodedokumentieren.Auf den nachfolgenden Seiten wird die Auswirkung der ‚Vereinfachten Darstellung‘ auf dieGröße der STEP-Files veranschaulicht. Dies geschieht insbesondere durch dieGegenüberstellung der resultierenden Flächenelemente im Step-File anhand einfacherBeispiele.Die vorletzte Seite dieses Anhangs zeigt die Auswirkung der ShrinkWrap-Funktion‚AutoBohrung-Füllen‘ auf die Form der resultierenden Solids. Auf einer Zeichnung werdenzwei Schnittdarstellungen gezeigt, die aus der DMU-Darstellung von Wabco_1 gewonnenwurden. Das aus der Variante ‚AutoBohrung-Füllen‘ gewonnene Catia-Modell ist nur noch9,9 Mbyte groß (SOLIDE-Modell).Die letzte Seite dokumentiert das Trail-File, welches dazu benutzt wird aus denstrukturierenden Hillfselementen ‚DMU-Section‘ eine vereinfachte Darstellung ‚DMU‘abzuleiten.

Bezeichnung System Original Modell Shrink Wrap DMU-Section Shrink Wrapvon DMU-Modell

Baugruppe Pro/E 92,1 MB 3,4 MB 1,3 MB

WABCO1 STEP 32,6 MB 16,7 MB 8,8 MB 5,8 MB

Catia 125,5 MB 44,1 MB 51,2 MB 19,9 MB

SynthetischesBeispiel:

Pro/E 571 KB 71 KB 284 KB

Welle mitLagerung

STEP 57 KB 170 KB 34 KB

Catia 657 KB 1,4 MB 327 KB

Kleinteil Pro/E 547 KB 300 KB

STEP 67 KB 20 KB

Catia 534 MB 276 KB

Gußteil Pro/E 13,3 MB 3,7 MB

4802026504 STEP 4,1 MB 655 KB

Catia 18 MB 3,8 MB

Großes Bauteil Pro/E 18,6 MB 659 KB

4802026204 STEP 8,6 MB 34 KB

Catia 15,16 MB 410 KB



1. Auswertung des DMU-Modells WABCO 2

Baugruppe: WABOC 8840123670, 30 Bauteile in 5 UnterbaugruppenDateigröße: 6,36 MB komprimiert 16,9 MB unkomprimiert

Original DMU STEP 4,13 MB 2,22 MB

ShrinkWrap 1,47 MB 671 KB

STEP ShrinkWrap 6,25 MB 2,99 MB

Bearbeitungszeit: Ca. 70 Minuten

Anzahl Art Bezeichnung Genauigkeit(absolut)

UnterdrückteFeature

1 Part 8840405444____A01 0.01 11 Part 8840405454____A01 0.01 101 Part 8840405464____A01 0.01 11 Part 8840405474____A01 0.01 541 Part 8840405484____A01 0.01 181 Part 8840398734____A01 0.01 01 Part 8840406274____A11 0.01 01 Part 8840406284____A11 0.01 01 Part 8840404664____A01 0.01 31 Part ETO_NEU 0.01 141 Part 8840406404____A01 0.01 01 Part S122805_HUE06_A01 0.01 01 Part S122805_DRR06_A01 0.01 01 Part S122805_HAR06_E01 0.01 01 Part S122805_DIR06_A01 0.01 01 Part S122805_ZAS06_A01 0.01 81 Part DENSO_NEU 0.01 52 Part 8840398664____A01 0.01 02 Part 8840406224____A11 0.01 02 Part 8840120280____A01 0.01 02 Part SLK_STECKER 0.01 82 Part VOSS_GEHAEUSE_4 0.01 103 Part 8840404744____A01 0.01 43 Part 8840404724____A01 0.01 13 Part 8840404734____A01 0.01 43 Part 8101630014____A08 0.01 23 Part 8840398954____A01 0.01 34 Part VOSS_GEHAEUSE_6 0.01 06 Part SLK_32KONTAKT 0.01 48 Part EJOT_20 0.01 2

Summe: 152



2. Auswertung der STEP-Dateien: Schraubsockel

Abbildung 7.17-1

Original Vereinfachte Darstellung

ADVANCED_BREP_SHAPE_REPRESENTATION 1ADVANCED_FACE 551APPLICATION_CONTEXT 1APPLICATION_PROTOCOL_DEFINITION 1AXIS2_PLACEMENT_3D 877BOUNDED_SURFACE 6B_SPLINE_CURVE_WITH_KNOTS 79B_SPLINE_SURFACE 6B_SPLINE_SURFACE_WITH_KNOTS 27CARTESIAN_POINT 4740CIRCLE 353CLOSED_SHELL 1CONICAL_SURFACE 9CONVERSION_BASED_UNIT 1CYLINDRICAL_SURFACE 145DESIGN_CONTEXT 1DIMENSIONAL_EXPONENTS 1DIRECTION 2851DRAUGHTING_PRE_DEFINED_COLOUR 1EDGE_CURVE 1529EDGE_LOOP 604FACE_BOUND 53FACE_OUTER_BOUND 551...

ADVANCED_BREP_SHAPE_REPRESENTATION 1ADVANCED_FACE 45APPLICATION_CONTEXT 1APPLICATION_PROTOCOL_DEFINITION 1AXIS2_PLACEMENT_3D 99CARTESIAN_POINT 219CIRCLE 54CLOSED_SHELL 1CONICAL_SURFACE 4CONVERSION_BASED_UNIT 1CYLINDRICAL_SURFACE 24DESIGN_CONTEXT 1DIMENSIONAL_EXPONENTS 1DIRECTION 250DRAUGHTING_PRE_DEFINED_COLOUR 1EDGE_CURVE 106EDGE_LOOP 54FACE_BOUND 9...

TOTAL 19071 KB TOTAL 1345 KBGröße der STEP-Datei 1 MB Größe der STEP-Datei 60 KB



Auswertung der STEP-Dateien: Lagerbock

Abbildung 7.17-2


ADVANCED_BREP_SHAPE_REPRESENTATION 3ADVANCED_ 44APPLICATION_CONTEXT 4APPLICATION_PROTOCOL_DEFINITION 4AXIS2_PLACEMENT_3D 96CARTESIAN_POINT 202CIRCLE 46CLOSED_SHELL 3CONICAL_SURFACE 12CONTEXT_DEPENDENT_SHAPE_REPRESENTATION 3CONVERSION_BASED_UNIT 4CYLINDRICAL_SURFACE 12DESIGN_CONTEXT 4DIMENSIONAL_EXPONENTS 4DIRECTION 240DRAUGHTING_PRE_DEFINED_COLOUR 1EDGE_CURVE 94EDGE_LOOP 52FACE_BOUND 8FACE_OUTER_BOUND 44...

ADVANCED_BREP_SHAPE_REPRESENTATION 3ADVANCED_FACE26APPLICATION_CONTEXT 4APPLICATION_PROTOCOL_DEFINITION 4AXIS2_PLACEMENT_3D 52CARTESIAN_POINT 122CIRCLE 20CLOSED_SHELL 3CONTEXT_DEPENDENT_SHAPE_REPRESENTATION 3CONVERSION_BASED_UNIT 4CYLINDRICAL_SURFACE 10DESIGN_CONTEXT 4DIMENSIONAL_EXPONENTS 4DIRECTION 138DRAUGHTING_PRE_DEFINED_COLOUR 1EDGE_CURVE 54EDGE_LOOP 32FACE_BOUND 6FACE_OUTER_BOUND 26...

TOTAL 1359 KB TOTAL 861KBGröße der STEP-Datei 58 KB Größe der STEP-Datei 35 KB



Auswertung der STEP-Dateien: Sechskantschraube

Abbildung 7.17-3


ADVANCED_BREP_SHAPE_REPRESENTATION 1ADVANCED_FACE 25B_SPLINE_CURVE_WITH_KNOT 12CIRCLE 19CLOSED_SHELL 1CONICAL_SURFACE 8CONVERSION_BASED_UNIT 1CYLINDRICAL_SURFACE 2EDGE_CURVE 49EDGE_LOOP 24FACE_BOUND 2FACE_OUTER_BOUND 22GLOBAL_UNCERTAINTY_ASSIGNED_CONTEXT 1GLOBAL_UNIT_ASSIGNED_CONTEXT 1LENGTH_UNIT 1LINE 18MANIFOLD_SOLID_BREP 1..

ADVANCED_BREP_SHAPE_REPRESENTATION 1ADVANCED_FACE 14CIRCLE 7CLOSED_SHELL 1CONICAL_SURFACE 2CONVERSION_BASED_UNIT 1CYLINDRICAL_SURFACE 2EDGE_CURVE 31EDGE_LOOP 14FACE_BOUND 1FACE_OUTER_BOUND 13GLOBAL_UNCERTAINTY_ASSIGNED_CONTEX 1GLOBAL_UNIT_ASSIGNED_CONTEXT 1LENGTH_UNIT 1LINE 24MANIFOLD_SOLID_BREP 1...

TOTAL 304 KB TOTAL 192 KBGröße der STEP-Datei 32 KB Größe der STEP-Datei 16 KB



3. ShrinkWrap-Option: AutoBohrung-Füllen



4. Trailfile

!trail file version No. 1029!Pro/ENGINEER TM Release 20.0 (c) 1988-98 by Parametric Technology Corporation All Rights!Reserved.! Trailfile zur automatischen Erstellung einer vereinfachten Darstellung mit dem Namen „DMU“! Voraussetzung ist die Definition eines Evaluate-Features „DMU_SECTION“ welches den! abzutrennenden Modellabschnitt markiert

! Aufruf der INSERT MODE~ Select ‘main_dlg_cur‘ ‘MenuBar1‘ \1 ‘Windows‘~ Close ‘main_dlg_cur‘ ‘MenuBar1‘~ Activate ‘main_dlg_cur‘ ‘Windows.psh_win_activate‘#FEATURE#INSERT MODE#ACTIVATE! INSERT MODE aktivieren ab dem Platzhalter „ DMU_SECTION“!%CPSelect a feature to insert after.#SEL BY MENU#NAME~ Select ‘sellist0‘ ‘Namelist‘ \1 ‘DMU_SECTION‘!%CIInsert mode has been activated.#DONE! Vereinfachte Darstellung mit dem Namen „DMU“ definieren#SIMPLFD REP#CREATE!%CPEnter name for simplified representation [REP0001]!%TRDMU! Alle aktiven Feature aufnehmen#EXCLUDE FEAT#DONE#FEATURES#ALL#DONE~ FocusOut ‘newtree‘ ‘AssyTree‘#DONE/RETURN! Master Representation aktivieren#SET CURRENT!%CPSelect a simplified representation name.~ Select ‘open_rep‘ ‘ replist‘ \1 ‘MASTER REP‘~ Activate ‘open_rep‘ ‘OK‘#DONE/RETURN! INSERT MODE beenden#FEATURE#INSERT MODE#CANCELYES!!%CIInsert mode has been canceled.#DONE! Vereinfacht Darstellung „DMU“ aktivieren#SIMPLFD REP#SET CURRENT!%CPSelect a simplified representation name.~ Select ‘open_rep‘ ‘ replist‘ \1 ‘DMU‘~ Activate ‘open_rep‘ ‘OK‘#DONE/RETURN



7.18 ‚Kick-off‘ Erwartungen der Projektteilnehmer

Die Erwartungen aller Projektteilnehmer wurden während des Kick-off Meetings am12.10.99 bei BMW in München in folgender Liste zusammengefaßt:

� Das Genauigkeitsverhalten der Assemblies betrachten

� Genauigkeitsempfehlungen und ihre Konsequenzen betrachten

� Methodikbeschreibung entwickeln

� Allgemeine Nutzbarkeit, Standardisierung und „Aufwärtskompatibilität“

� Auswirkungen auf den Umgang mit Catia V5 bzw. Pro/ENGINEER 2000i

� Benennung von „nicht übertragungsfördernden“ Funktionen

� Automatische Modellvereinfachung für Hüllmodelle (DMU-Modelle)

� Definition „Fehlerfreier STEP Datenaustasch“

� Minimierung der Klagen der Anwender

� Breites Produktspektrum betrachten

� Systematische Vorgehensweise

� Auswirkungen auf kleinere Partner

� Das Thema Modellgenauigkeit nicht vernachlässigen



7.19 Ausführliche Gliederung

1 Zusammenfassung 5

2 Randbedingungen 6

2.1 Ausgangssituation 6

2.2 Projektbeschreibung AOCD 6

2.2.1 Projektdefinition 6

2.2.2 Ziele/Aufgaben 8

2.2.3 Projektorganisation 9

2.2.4 Kostenmodell 11

2.3 Beschreibung des Teilprojekts Pro/ENGINEER-Catia 11

2.3.1 Ziele/Aufgaben 11

2.3.2 Organisation/Austauschpartnerschaften 11

2.3.3 Termin/Kosten/Kapazität 12

2.4 Systemumgebung der Partner 13

2.5 Anwendungsszenarien 14

2.6 Untersuchungsumfang 15

2.6.1 Modelltoleranz 15

2.6.2 Modellqualität 16

2.6.3 Systemfehler 17

2.6.4 Toleranzeinstellungen 17

2.7 Prüfablauf 17

3 Ergebnisse der Fehleranalyse 19

3.1 Auswertung der Testläufe 19

3.1.1 TRW Daten für VW/Audi 19

3.1.1 Wabco Daten für DaimlerChrysler 24

3.1.2 Wabco Daten für BMW 26

3.1.3 ZF-Daten für BMW 28

3.1.4 ZF-Daten für DaimlerChrysler 30

3.1.5 Audi Daten für ZF Lemförder 32

3.2 Fehlerklassifikation 33

3.2.1 Toleranzeinstellungen 33

3.2.2 Prozessorleistungen 34

3.2.3 Konstruktive Modellfehler 35

3.2.3.1 Kleinteile mit Fehlern 35



3.2.3.2 Problemzonen bei Schmiede- und Gussteilen 36

3.3 Datenexpansion bei der Übertragung nach Catia 39

3.3.1 Vorabbetrachtungen 39

3.3.2 Auswertung 41

3.3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse 44

3.3.4 Abgeleitete Empfehlungen 45

4 Fehlerbehebung 46

4.1 Systemeinstellungen, Auswahl geeigneter Genauigkeiten 46

4.1.1 Fehlerbehebung beim Import von Catia Daten 47

4.2 Rückmeldung der Vendoren 50

4.2.1 Rückmeldungen PTC 50

4.2.2 Rückmeldungen Debis 51

4.2.3 Rückmeldungen Dassault 52

4.3 Korrektur konstruktiver Modellfehler 54

4.3.1 Kleinteile 54

4.3.2 Schmiede- und Gussteile 55

4.4 Optimierung der DMU-Prozeßkette 61

4.4.1 Verwendung von vereinfachten Darstellungen 61

4.4.2 Baugruppe Wabco_1 für DaimlerChrysler 66

4.4.3 Baugruppe Wabco_2 für BMW 71

5 Auswertung der Korrekturmaßnahmen 73

5.1 Auswertung der Testläufe 73

5.1.1 Auswertung TRW 73

5.1.2 Auswertung Wabco 75

5.1.3 Auswertung ZF 76

5.1.4 Auswertung Audi 78

5.2 Statistische Auswertung 79

5.2.1 TRW Daten für VW/Audi 79

5.2.2 Wabco Daten für DaimlerChrysler und BMW 80

5.2.3 ZF Daten für BMW und DaimlerChrysler 80

5.2.4 Audi Daten für ZF Lemförder 82

5.3 Gesamtbewertung 82

5.4 Bewertung der Prüfwerkzeuge 84

5.4.1 Prüfwerkzeuge in der Analysephase 84

5.4.2 Auswertung der ersten Prüfresultate 87



5.4.3 Bewertung CAD/IQ 89

6 Weitere Vorgehensweise 92

6.1 Einführung der im Projekt gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse 92

6.2 Verbesserung der Modellierungsfunktionen in den CAD-Systemen 93

6.3 Beseitigung restlicher Prozessorfehler 93

6.4 Verbesserung vorhandener bzw. Entwicklung weiterer Qualitätschecker 93

6.5 Durchführung analoger Projekte für andere Systempaarungen 94

7 Anhang A 1

7.1 Einstellung der Prüftools A 1



7.4 Tabelle Wabco_1 A 8

7.5 Tabelle Wabco_2 A10





7.10 Modellkorrektur TRW A 15

7.11 Modellkorrektur Wabco A 28

7.12 Modellkorrektur ZF A 34

7.13 Modellanalyse Audi A 42

7.14 Mathematische Fehleranalyse A 44

7.14.1 Vereinbarung und Vorgehensweise der Untersuchung A 44

7.14.2 Datenprüfungskriterien im Bezug auf die VDA-Empfehlung 4955 A 45

7.14.3 Toleranzbedingte Austauschprobleme A 45

7.14.4 Systembedingte Austauschprobleme A 51

7.14.5 Ergebniszusammenfassung A 52

7.15 Prozessor-Kegelproblem A 53

7.16 Prozessor-Hyperbelproblem A 54

7.17 DMU Auswertung A 56

7.18 ‚Kick-off‘ Erwartungen der Projektteilnehmer A 63

7.19 Ausführliche Gliederung A 64

Documents

Anwendungsorientierte Optimierung des neutralen CAD ... AOCD TP… · VDA/ProSTEP AOCD TP1 Report 5 ProSTEP GmbH, 15.05.2000 1 Zusammenfassung Die Optimierung des neutralen CAD-Datenaustauschs