ANNOTA

Gestión de anotaciones 3D sobre modelos CAD para mejorar el proceso de diseño en ambientes industriales y arquitectónicos
La calidad de los productos industriales y arquitectónicos viene condicionada en gran medida por la calidad de los modelos utilizados y los flujos de comunicación de los procesos de diseño. ANNOTA pretende explorar el uso de las anotaciones 3D en este contexto, en la industria de productos manufacturados y de la construcción, facilitando un uso innovador de las anotaciones de los modelos entre los diferentes actores que interviene en el proceso de diseño y fabricación de nuevos productos. ANNOTA pondrá a prueba, a través de diversos estudios de campo, la hipótesis que sugiere que las anotaciones 3D pueden mejorar la calidad semántica de los modelos CAD, aplicando para ello las métricas de calidad. Además explorará el impacto de los modelos anotados en entornos de ingeniería colaborativa y evaluará nuevas propuestas de formación técnica en CAD usando modelos 3D anotados como medio para facilitar los contenidos formativos.
Descripción: 

Este proyecto está financiado por el Ministerio de Economía de Competitividad dentro del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a
los Retos de la Sociedad en el Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016 con número de expediente TIN2013-46036-C3-1-R”.
El concepto de la Empresa Basada en Modelos (Model-Based Enterprise, MBE) surge en Estados Unidos a partir de 2010, promovido por el National Institute for Standards and Technology (NIST) a través de un “summit” anual sobre este tópico (http://www.nist.gov/el/msid/). El concepto MBE se basa en la explotación de la definición definición digital de un producto (Model-Based Definition, o MBD) que integra un conjunto de datos, constituido principalmente por la geometría del modelo 3D y una serie de anotaciones. Las anotaciones aportan información de fabricación y de soporte de ciclo de vida y puede contener notas y listas. El MBD proporciona una definición digital completa del producto, sin necesidad de documentos adicionales, tales como planos 2D, ya que las anotaciones están conectadas directamente a los elementos geométricos del modelo y se organizan de forma apropiada sin interferir con el mismo. Todo esto es posible gracias a normas como ASME Y14.41 e ISO 16792 que proporcionan reglas para establecer asociaciones lógicas entre información de producto y elementos geométricos con el objetivo de generar modelos anotados exhaustivos y reutilizables. La mayor parte de los sistemas CAD comerciales soporta estos estándares a través de módulos de Información y Fabricación de Producto (PMI, en inglés). Dichos módulos proporcionan herramientas para la manipulación de anotaciones, definición y selección de planos de anotación, controles de visibilidad, gestión de metadatos y para la creación de cotas y tolerancias dentro del propio modelo 3D.
En general, una anotación se define como un comentario o bloque de texto que se añade a un objeto de información. En el contexto CAD, una anotación se refiere a la información adicional, en cualquier formato (texto, imagen, audio, y video), que se inserta en un modelo CAD y se conecta a un elemento geométrico específico del mismo.
Ding y otros categorizaron las anotaciones en seis grupos diferentes (cada uno de ellos con sus respectivos subgrupos) según diferentes criterios: tipo de audiencia, tipo de comunicación, sistema de representación, uso y función, representación y almacenamiento. También identificaron tres importantes lagunas existentes en las actuales tecnologías de anotación:
1) El mecanismo de anclaje de la anotación: punto de unión entre la anotación y el elemento geométrico del modelo CAD que se está anotando.
2) La representación del contenido de la anotación: qué debe contener una anotación y en qué formato.
3) La interfaz de anotación: sistema usado para insertar y recuperar información de las anotaciones.
En una clasificación adicional se tiene en cuenta el lugar de almacenamiento de la información, distinguiendo dos tipos de anotaciones: “in-line” (dentro del propio modelo CAD) y “stand-off” (en un repositorio externo, independiente del modelo CAD).
Diferentes estudios proponen el uso del modelo CAD original, o una representación derivada ligera (lightweight) del mismo, como elemento central para reunir la información generada por los usuarios durante las diferentes etapas del ciclo de vida del producto. Los autores aplican un enfoque “stand-off” mediante ficheros XML externos y usan una aplicación externa (sin interacción con el módulo PMI) para conectar las anotaciones a los elementos geométricos específicos en el modelo CAD. Las limitaciones de este sistema incluyen la dificultades en mantener las anotaciones actualizadas cuando el modelo cambia (“problema de persistencia de nombres”) y la gestión de los datos conectados al modelo para poder realizar eficientemente operaciones de procesamiento y recuperación de información. Otros sugieren el uso de modelos CAD como portadores de conocimiento siguiendo un enfoque puramente “in-line”. En su estudio, los autores incorporan todo el conocimiento relacionado con el producto dentro del modelo CAD. Para mostrar su técnica, los autores desarrollaron un prototipo de software para introducir anotaciones en el modulo PMI del sistema CAD Siemens NX. Sin embargo, no existen referencias a ningún tipo de herramientas de búsqueda y recuperación de información en su implementación. Para distribuir los modelos anotados a las partes interesadas, los autores usaron los formatos Acrobat 3D y JT.
ANNOTA pretende sacar partido del MBE y la disponibilidad de módulos PMI en las herramientas CAD comerciales para añadir valor al uso de esta infraestructura para mejorar los procesos de diseño colaborativo. Anteriormente se ha trabajado en distintas líneas en relación con el uso de las anotaciones 3D en sistemas CAD y en la definición de estrategias de gestión del conocimiento de procesos de diseño y estrategias de modelado orientadas a la calidad de los modelos CAD.

Investigadores: 
Año: 
2015

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