CAD Interoperability: Challenges, Solutions, & Recommendations

Terry PartridgeTechnical AdvisorCummins Inc.

Cummins Engineering Objective:• Design, manufacture, & support a variety of products in a global environment

CAD System Background

• Standard tool for product design:  Pro/E• CAD models from suppliers received in format of:

‐ native Pro/E ‐ Pro/E neutral format ‐ STEP ‐ IGES‐many native formats

• CAD models delivered to customers as:‐ STEP ‐ IGES‐ native Pro/E ‐ CATIA/UG‐ 3D PDF

What this presentation IS NOT

• Not from the biggest company that makes the biggest products

• Not “everything you needed to know” …

What this presentation IS

• From a company that has global engineering experience

• An opportunity to compare what challenges we might have in common

• A benchmarking session reviewing one sample of interoperability processes/tools

•– ability of a system to work with or use the parts or equipment of another system 

• http://www.merriam‐webster.com/dictionary/interoperability

• CAD Interoperability Challenges:– Obtain/deliver models among many CAD systems

– CAD systems change dynamically

– Multiple companies with varied practices

– Multiple locations world‐wide …

Interoperability

• noun ;

Challenges of Globalization• Multiple languages:

– Communications:• Barriers 

• Lost in translation

• Accents ‐> corruptions

– Versions of software:• Multiple licenses

– Display of text in CAD files:• Dual display on drawings

Other Challenges of Globalization

• International business practices/laws:– Product content may have to change

– Sources of components may have to change

– Standards/processes vary by country

– Intellectual Property (IP) concerns:• Ownership

• Confidentiality  

– Sharing software licenses across borders …

Pyramid of CAD Data Flow

Many Suppliers

Customers

Your CompanyCAD_A CAD_BCAD_Legacy

Why are CAD Systems like Indian Corn?

–Because not all kernels are the same !

CAD System KernelsACIS CATIA Pro/E ParasolidAutoCAD CATIA Pro/E Unigraphics

IronCAD SolidWorks

Inventor SolidEdge

+ Others & Legacy Systems

• Require closed volumes

• Encourage automated checking to your requirements

• Create proxy models when suppliers can’t/won’t

• Include CAD costs in source selection criteria

Challenge

• Acquiring models from suppliers:– Different CAD system

– No CAD system

Solutions

• Proliferation of files:– Purchased assemblies:

• Subassemblies/ parts not needed as individual models

– Extra effort/space to manage

Challenges

• Consolidate files:– CAD system functions

• Pro/E Shrinkwrap

• V5 Create Part

– Neutral formats

• Some models need to remain individual:– Service parts

– Exploded views

Solutions

Challenges

• Simple to moderate translation issues:– Small number of gaps

– Duplicate or missing surfaces

– A few bad boundaries

• Try to prevent 

• Manual adjustments/ repair using CAD system tools:– Settings/re‐import

– Replace bad/missing surfaces

– Repair gaps/ boundaries …

Solutions

Challenges

• Serious issues:– Large number of gaps

– Greatly distorted geometry

– Complete failure

• Request different format or native file

• Re‐import with different settings

• Attempt using other CAD system as interim vehicle

• Use repair tool/expert

• Re‐create model

Solutions

Version 1

Version 2

Challenge:• Supplier models get updated/replaced:

Axis1 used as ref for mounting bolt

Axis1 can’t be found;

mounting bolt fails

Sample: mounting hardware failure

– repetitive fixing to company standards

– assemblies fail

Axis2

Challenge:• Supplier models get updated/replaced:– repetitive fixing

– assemblies fail

• Create “host assembly”: • Standard features (parameters/layers…)

• Axes/planes to locate model, & constrain model in next higher assy’s.

• Assemble supplier model

• Avoids rework/failures

• Don’t reference supplier model in upper assy’s.

Solutions

Challenge

• Translate and/or convert to other CAD formats

• Understand requirements

• Garbage In – Garbage Out

• Develop modeling standards

• Follow them

• Use automated checking

• Try industry std. formats 1st

(STEP often works best)

• Try integrated/3rd party tools

Recommendations

Good toolsmake life 

easier!

Tools For High Volume Needs:

• On‐line models:– Automated process to create multiple formats

– Post formats on secured website

– Customers download as needed

– Not cheap …

Customer Models via Web

Customer Drawings via Web

Customer Models via Web

Tools (cont.)

• To create 3D PDF:– Adobe Acrobat 3D Version 8+ (not free)

– Pro/E Wildfire 4 (limited capability)

• To view 3D PDF:– Adobe Reader (e.g., 8.1 ; … is free)

Lightweight Formats:  e.g., Adobe 3D PDF

Acrobat 3D PDF

• Formats:– U3D:

• Tessellated, approximate model

– PRC:• Accurate BREP surfaces

• Section/measure

• Transfer accurate geometry

• Imports many CAD formats

• Can save as STEP

3D PDF Sample

• If a customer requires data in their native CAD format, but not with all fully parametric features:– Obtain a license of their CAD software

– Use their Start Part template, if available

– Import a translated model (e.g., STEP) …

• If your customer uses a quality checking tool (e.g., ModelCHECK, Q‐Checker, etc.):– Obtain the software & their configuration files

– Run your models through it, prior to delivering …

Recommendations: Native Files

• Universal CAD system:– Not likely 

• Universal CAD features:– Not likely

• Hardware with no speed/limit issues• Data translator/converter with 100% Easy Button:

– Not yet

• Industry standard format with no problems:– ??

• Universal Digital Mock‐Up system:– Meet all needs

Opportunities

• Do unto others, …– Don’t require suppliers to deliver fully featured, native 

models in your CAD system format, unless necessary …

• Create standards to ensure quality models, and follow them

• Encourage CAD vendors to work openly & improve compliance with industry standards

• Consolation:  – if it was easy, unemployment in this room would rise!

Recommendations

It Could Be Worse …

* Not actual results

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Questions ?