Интероперабельность или возможность обмена информацией с применением ВК SCAD Office v.21

Реализация принципа сквозного проектирования базируется на использовании трехмерных моделей на всех стадиях информационного моделирования объектов (рис. 1). Само же сквозное проектирование – это один из вариантов организации групповой работы отделов проектного института, с возможностью мгновенного обновления (актуализации) и анализа на коллизии (несоответствия) единой модели объекта. Это позволяет исключить ошибки неизбежно возникающие при переводе информации из одного отдела в другой, и снижает влияние человеческого фактора.

Рис. 1.jpg

Рис. 1 Концепция информационной модели проектирования

Концепция информационного моделирования основана на совместном использовании систем автоматизированного проектирования (САПР), что в свою очередь способствует сокращению трудозатрат при разработке проектной документации, накоплению динамической базы проектных решений, а также позволяет специалистам повышать свой уровень квалификации значительно быстрее.

Особенностью технологии является возможность ее применения уже на стадии общих технических решений (ОТР). Модель позволяет вносить исходные данные в любом объеме и в любой момент времени, а также представить различные варианты принципиальных решений для заказчика, что дает возможность на ранних этапах спрогнозировать результат.

Чтобы ускорить процесс информационного проектирования необходимо исключить рутинную работу, связанную с занесением модели отдельно в каждую систему. Для этого необходимо развивать интероперабельность выпускаемых программных продуктов. Интероперабельность (англ. interoperability - способность к взаимодействию) - это способность продукта или системы, интерфейсы которых полностью открыты, взаимодействовать и функционировать с другими продуктами или системами без каких-либо ограничений доступа и реализации.

На текущей момент существует два основных метода реализации технологии двусторонней интеграции данных или взаимодействия между программными средствами:
- передача данных через промежуточный файл;
- прямое чтение/запись между базами данных различных программных продуктов через API интерфейс.

В первом случае организации необходимо встраивать в систему программный модуль - конвертер, который позволит сформировать из данных разрабатываемой модели файл определенного формата, подходящего для смежных платформ.
Второй случай организации позволяет в режиме реального времени обмениваться необходимыми данными между платформами.

Достоинством данного метода является постоянная актуальность итоговой модели. Основной недостаток заключается в том, что подходит он не для всех систем проектирования, т.к. требует доступ к базам данных программных продуктов. Чаще всего данный метод применяется в средах информационных систем одного производителя, которые, как правило, не могут закрыть все необходимые задачи при проектировании.

Чаще всего применяется первый способ, так как разработчики в одностороннем порядке способны реализовать модули-конвертеры. Такой подход обусловлен необходимостью обеспечить индивидуальный набор данных для обмена между системами, в зависимости от участия определенного программного продукта в процессе создания общей трехмерной модели.

В данной статье рассматривается перечень форматов, воспринимаемых вычислительным комплексом SCAD Office v.21 (рис. 2).

Рис. 2.jpg


Рис. 2 Форматы импорта (экспорта) данных в ВК SCAD Office v.21

Возможности выгрузки (загрузки) данных предлагается рассмотреть подробнее.

Импорт (экспорт) *.dxf, *.dvg файлов.

Описание геометрии расчетной схемы может быть импортировано из системы AutoCAD или других систем, поддерживающих форматы DWG- или DXF-файлов. Импортируются почти все виды графических примитивов (3DFACE, SOLID, TRACE, LINE, POLYLINE, LWPOLYLINE, ELLIPSE, CIRCLE, ARC).

Импорт файлов в формате *.3ds.

В комплексе реализован импорт файлов в формате *.3ds, что позволяет получить геометрию расчетных схем оболочечных конструкций или их фрагменты. Указанная система может быть с успехом использована для генерации геометрических моделей сложных пересекающихся поверхностей, которые импортируются в SCAD Office в виде трехмерной сетки трехузловых элементов оболочки.

Импорт файлов в формате SGI Invertor (*.iv).

Файлы в формате *.iv обеспечивают передачу в комплекс информации о геометрии трехмерных объектов, состоящих из стержней и элементов оболочки.
Импорт файлов в формате WaveFront Advanced Visualizer.

Файлы этого типа используются приложением Advanced Visualizer для хранения информации о трехмерных геометрических объектах. В комплекс передаются данные о стержнях и элементах оболочки.

Импорт (экспорт) файлов в формате *.ifc.

При импорте файлов формата IFC реализована поддержка форматов версий 2x3, 2x4 как в текстовом виде, так и в формате XML. Для узлов импортируются данные о координатах и наложенных связях. Для стержневых элементов передаются данные о геометрии (координаты начала и конца), ориентации местных осей, шарнирах и параметрах поперечного сечения. У стержневого элемента может быть несколько представлений: геометрическое и аналитическое, предпочтение всегда отдается аналитическому. Реализована поддержка двух видов сечений: параметрические и сечения в виде полигонов; последние реализуются в виде поперечного сечения, созданного программой Консул. Для пластинчатых элементов передаются данные о геометрии (включая данные об отверстиях) и толщине.

Импорт (экспорт) файлов в формате CIS/2 (*.stp).

Импорт формата CIS/2 реализован с помощью конвертации файла данного формата в файл формата IFC и последующим импортом IFC-файла. Поэтому все ограничения, связанные с IFC-форматом применимы и к формату CIS/2 и описаны выше.
Импорт (экспорт) файлов в формате GMSH. При импорте файлов формата GMSH реализована поддержка как текстового, так и бинарного вида формата; так же, реализована поддержка формата начиная с версии 2.0. Для узлов импортируются данные о координатах. Для всех конечных элементов реализовано чтение списка основных и дополнительных узлов, принадлежащих этим элементам.
Импорт (экспорт) файлов в формате GTC. При импорте файлов формата GTC или GTCX используется библиотека GraitecExchangeModel фирмы Graitec. Чтобы использовать возможность импорта файлов GTC или GTCX формата, на компьютере пользователя должны быть установлены соответствующие продукты компании Graitec (AdvanceSteel и/или AdvanceConcrete).
Импорт (экспорт) файлов в формате FNFF (FEMAP). При импорте файлов формата FNFF (Femap neutral file format) реализовано следующее. Формат не предусматривает возможности задания единиц измерений, поэтому предполагается, что все данные в системе СИ. Для узлов импортируется информация о координатах и связях. Для стержневых элементов импортируются данные о геометрии (номера начального и конечного узла), ориентации местных осей, шарнирах, жестких вставках, свойствах материала, параметрах поперечного сечения. В случае параметрического сечения передаются его размеры. В ином случае передаются лишь площадь и моменты инерции IY и IZ, исходя из этих данных, в SCAD Office производится подбор подходящего сечения и металлопроката. Для пластинчатых элементов импортируются данные о геометрии, свойствах материала и толщине. Для объемных элементов импортируются данные о геометрии и свойствах материала. Для упругих связей импортируются данные о геометрии (номера первого и второго узла), ориентации местных осей и жесткости по всем направлениям. Для жестких тел импортируются данные об узлах и наложенных связях. Для всех видов нагрузок, кроме нагрузок на узлы, передаются только силы, моменты не предусмотрены форматом.
Импорт (экспорт) файлов в формате STAAD. При импорте файлов формата STAAD реализована передача следующих данных. Для узлов передаются их координаты и связи. Для стержневых элементов передается информация о геометрии (номера начального и конечного узла), ориентации местных осей, жестких вставках и шарнирах, физических свойствах материала, параметрах поперечного сечения. Для пластинчатых элементов импортируется информация о геометрии (номера узлов), толщина и данные о материале. Для объемных элементов импортируются данные о геометрии (номера узлов) и свойствах материала. Для абсолютно жестких тел импортируются данные о геометрии (номера узлов) и наложенных связях. Для поперечных сечений стержней передается информация о параметрических сечениях и профилях металлопроката. При импорте сечений металлопроката используется список соответствий между профилями из сортамента SCAD Office и STAAD.
Импорт (экспорт) файлов в формате ABAQUS. При импорте файлов формата Abaqus input file реализовано следующее. Для узлов импортируются координаты и связи. Для стрежневых элементов импортируются данные о геометрии (номер начального и конечного узлов), ориентации местных осей, материале, шарнирах, жестких вставках (через эксцентриситеты сечений), параметрах поперечного сечения. Формат предоставляет возможность задания 3-х узловых стержней. Если средний узел не используется другими элементами, то он игнорируется, если же используется, то стержень разбивается на два. Для пластинчатых элементов импортируются данные о геометрии, материале, толщине и дополнительных узлах. Для объемных элементов импортируются данные о геометрии, материале и дополнительных узлах. Для абсолютно жестких тел импортируются данные о геометрии (список узлов) и наложенных связях. Для упругих связей импортируются данные о геометрии (один или два узла в зависимости от типа связи) и жесткостных параметрах. Для коэффициентов упругого основания передаются данные о коэффициенте C1, в случае стержней этот параметр назначается для местной оси Z. Импортируются группы узлов и элементов.
Импорт (экспорт) файлов в формате ANSYS CDB. При импорте файлов формата ANSYS CDB реализована передача следующих данных. Для узлов передаются их координаты и наложенные связи. Для стрежневых элементов импортируются данные о геометрии (номера узлов), ориентации местных осей, материале, жестких вставках (через эксцентриситет сечений), сечениях. Формат предоставляет возможность задания 3-х узловых стержней. Если средний узел не используется другими элементами, то он игнорируется, если же используется, то стержень разбивается на два. Для пластинчатых элементов импортируется информация о геометрии (номера узлов), толщина и данные о материале. Для объемных элементов импортируются данные о геометрии (номера узлов) и свойствах материала. Для абсолютно жестких тел импортируются данные о геометрии (номера узлов). Для упругих связей импортируются данные о геометрии (номера узлов). Для динамических воздействий импортируются массы и моменты инерции для узлов. Для загружений реализован импорт различных типов нагрузок.
Для большей наглядности можно структурировать выше изложенное по системам автоматизированного проектирования, воспринимающим определенные форматы и по передаваемой информации (рис. 3-4).
Рис. 3.jpgРис. 3. Форматы данных импорта ВК SCAD Office v.21
Рис. 4.jpgРис. 4. Форматы данных экспорта ВК SCAD Office v.21

Особенно хотелось бы отметить ряд программных продуктов, с которыми выстроена двусторонняя передача данных (рис. 5). Именно эта технология позволяет точно оценивать изменения, происходящие на каждой стадии использования программных средств в автоматическом режиме.
Рис. 5.jpg
Рис. 5. Двусторонняя интеграция данных между программными средствами. Исходя из насыщенного перечная форматов, которые поддерживает вычислительные комплекс SCAD Office v.21, его по праву можно назвать «дружелюбным» программным продуктом, а в технологиях информационного моделирования объектов строительства (BIM), основанных на двусторонней интеграции между САПР, SCAD Office v.21 занимает лидирующие позиции, как программный продукт для прочностного анализа конструкций методом конечных элементов.

Кукушкин Игорь Сергеевич

директор ООО "НИП-Информатика-Иваново"

Любимов Игорь Юрьевич

директор ООО "НИП-Проектирование"