Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge

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1 Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge White Paper scritto da Collaborative Product Development Associates, LLC per Siemens PLM Software

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4 SOMMARIO VELOCITY SERIES...2 MODELLAZIONE SOLID EDGE...3 MODELLAZIONE DELLE PARTI E DEGLI ASSIEMI...4 Migrazione di quote di disegni 2D in 3D...4 Sezioni in tempo reale per la modifica MEDIANTE sezioni TRASVERSALI 2D...7 Feature procedurali basate su disegni...8 PROGETTAZIONE DI COMPONENTI IN LAMIERA...9 PARADIGMA di Interazione diretta...9 Regole in tempo reale...10 SOLID EDGE SIMULATION...11 SOLID EDGE INSIGHT...12 RIEPILOGO E OPINIONE...14 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

5 Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge La nuova versione software SOLID EDGE WITH SYNCHRONOUS TECHNOLOGY 2 di Siemens PLM Software continua a produrre scossoni nel settore PLM grazie all'introduzione di nuove strategie di utilizzo della tecnologia sincronia, un approccio alla modellazione dei solidi history-free introdotto per la prima volta un anno fa. Nell'aprile 2008 Siemens ha introdotto nel settore una delle novità tecnologiche più importanti e rivoluzionarie nell'ambito della modellazione dei solidi 3D in oltre venti anni. La tecnologia sincrona ha dimostrato di essere un approccio alla modellazione basata su feature history-free in grado di combinare gli aspetti migliori delle tecniche basate su quote e vincoli, per offrire il controllo completo e la ripetibilità insieme alla flessibilità della modellazione esplicita. Solid Edge svela ora ulteriori novità nell'uso della tecnologia sincrona. Molti miglioramenti della modellazione Solid Edge sono destinati agli utenti che effettuano il passaggio dalla tecnologia 2D a CAD 3D o agli utenti coinvolti in processi aziendali basati sull'importazione di disegni 2D e la creazione di modelli 3D. La nuova versione aggiunge un elemento di maturità all'uso della tecnologia sincrona per la modellazione di parti e assiemi. Un'importante innovazione è l'estensione della tecnologia sincrona all'applicazione per la progettazione intelligente di componenti in lamiera Solid Edge. Le lamiere pongono una serie di problemi specifici in quanto alcune modifiche ne comportano altre sia al modello che alla topologia. Grazie alla combinazione di tecnologia sincrona e algoritmi intelligenti, questa nuova metodologia di modellazione acquisisce una maggiore potenza e una migliore reputazione. Le novità incluse in Solid Edge, abbinate all'introduzione di una nuova applicazione FEA (Finite Element Analysis) di medio livello, Solid Edge Simulation, e ai continui miglioramenti apportati a Solid Edge Insight per la gestione dei dati di un singolo sito con l'utilizzo della più recente piattaforma Microsoft SharePoint, consentono di introdurre elementi di innovazione e aumentare la competitività dei clienti di Siemens PLM Software nel complesso mercato odierno. Collaborative Product Development Associates, LLC Questo report è disponibile per tutti i nostri sottoscrittori, per gentile concessione del programma di ricerca Design Creation and Validation. Per informazioni sul programma, contattare cust_service@cpd-associates.com.

6 VELOCITY SERIES Solid Edge è integrato nella suite VELOCITY SERIES di Siemens PLM Software, un portafoglio di soluzioni preconfigurate per la progettazione, l'analisi, la produzione e la gestione dei dati, destinate a soddisfare le esigenze delle aziende di produzione di piccola e media taglia. Questo mercato di dimensioni medie può includere società dotate di uno staff IT ridotto o non esistente, che devono affrontare la transizione dalla progettazione 2D a quella completamente 3D, con un numero di processi documentati piuttosto limitato o inesistente. Tali società sono inoltre prive di risorse per la formazione e la riprogettazione e devono ridurre costantemente i rischi e mantenere basso il costo di gestione dei macchinari per rimanere competitive. In un periodo di crisi economica come quello attuale, l'adozione di questa piattaforma può essere determinante per garantire la sopravvivenza di una società. FIGURA 1 VELOCITY SERIES VELOCITY SERIES (Figura 1) offre: SOLID EDGE per la creazione di modelli di prodotto FEMAP per la modellazione FEA (Finite Element Analysis) CAM EXPRESS per i macchinari di produzione con soluzioni per la programmazione NC TEAMCENTER EXPRESS per una soluzione cpdm integrata e preconfigurata Per gentile concessione di Siemens PLM Software VELOCITY SERIES di Siemens include soluzioni modulari, integrate e preconfigurate in base alle best practice del settore, in modo da consentire ai clienti di selezionare solo i prodotti necessari per la propria attività. Le soluzioni si basano tutte su piattaforme Microsoft native per ridurre i costi totali di gestione e garantire semplicità d'uso. 2 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

7 MODELLAZIONE SOLID EDGE Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge Solid Edge with synchronous technology ha introdotto nella creazione progettuale uno dei più significativi elementi di innovazione del CAD historyfree. Molti utenti del settore PLM erano scettici quando la tecnologia sincrona è stata introdotta per la prima volta nel Nello stesso anno i membri CPDA hanno condotto un'analisi tecnica dettagliata che ne ha anticipato il successo. Attualmente, i vantaggi dichiarati dagli utenti della tecnologia confermano la veridicità della valutazione di CPDA. In un'intervista, Scott Christensen fondatore di Summit Tool Design ( Rockford, Illinois, afferma: "Senza alcun dubbio, Solid Edge with synchronous technology si è rivelato molto vantaggioso soprattutto nella gestione di dati CAD creati in altri sistemi." Scott descrive un esempio di importazione di un modello CAD nativo di un'applicazione concorrente come un "singolo corpo solido privo di elementi di intelligenza quali feature o disegni che possano essere facilmente modificati e trasformati in altri componenti." Sostiene inoltre che "Grazie a questa tecnologia sincrona history-free, i file presentano dimensioni ridotte, possono essere aperti e salvati più velocemente, vengono ricalcolati più rapidamente rispetto ai file history-based che sono di dimensioni maggiori e pertanto è possibile ottenere un notevole risparmio di tempo." Opinioni simili sono state espresse da Cory Goulden, CAD Administrator presso National Steel Car ( Cory racconta: "Quando abbiamo sentito parlare per la prima volta della tecnologia sincrona di Siemens PLM Software, eravamo preoccupati e speravamo che i nostri investimenti nella progettazione tradizionale non fossero rimpiazzati." Dopo aver osservato la nuova interfaccia utente, Cory dice: "Abbiamo imparato a creare le parti iniziali con la tecnologia sincrona in una sola settimana. Dopo un mese eravamo sicuri dei vantaggi che avrebbe offerto a National Steel Car." Cory descrive l'esempio di "un modello di un fornitore esterno che doveva essere modificato. Nella versione V20 precedente di Solid Edge, erano necessarie ore perché dovevamo eliminare le estremità del modello e ricrearle. Grazie a Solid Edge e alla tecnologia sincrona, abbiamo esportato e successivamente reimportato in formato Parasolid, modificando il modello in meno di cinque minuti." CPDA considera i commenti degli utenti come una conferma che la tecnologia sincrona rappresenti un valido approccio alla modellazione. Ci sono ottime possibilità che questa tecnologia possa essere sviluppata ulteriormente, fino a reinventare l'approccio stesso alla progettazione. Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC 3

8 FIGURA 2 Importazione di un disegno 2D MODELLAZIONE DELLE PARTI E DEGLI ASSIEMI La modellazione delle parti e degli assiemi di base rappresenta l'elemento principale di CAD. L'implementazione della tecnologia sincrona di Siemens viene applicata a tutto il processo di progettazione. Sebbene a prima vista si possa pensare che tale tecnologia sia incentrata unicamente sulle operazioni di modifica dei progetti, è sufficiente osservare attentamente la procedura di creazione di un tipico progettista CAD per cambiare idea. Questa procedura comporta spesso il disegno iniziale di una forma, seguito da operazioni di trascinamento e riposizionamento o da un aggiornamento delle dimensioni di controllo, ovvero due operazioni di modifica. In questa versione di Solid Edge, Siemens espande alcune importanti operazioni di progettazione per le attività di creazione e modifica, concentrandosi in modo particolare sugli utenti che provengono da un ambiente 2D e su quelli abituati a utilizzare sistemi di modellazione espliciti e 3D history-based. Nella versione sono state introdotte nuove feature procedurali di modellazione, nonché la possibilità di apportare modifiche al disegno sottostante di una feature procedurale. Solid Edge consente inoltre di convertire le quote non intelligenti dei disegni 2D in quote parametriche di modelli 3D e supporta un nuovo approccio all'interfaccia utente per le modifiche 3D mediante sezioni trasversali di modelli 2D, analogamente ad altre implementazioni largamente diffuse nella comunità CAD. MIGRAZIONE DI QUOTE DI DISEGNI 2D IN 3D Un'attività che i progettisti in genere eseguono ripetutamente in un'azienda di medie dimensioni è l'importazione di un disegno 2D generato in un'applicazione concorrente quale AutoCAD, da utilizzare successivamente come base per la creazione di un modello 3D. Per semplificare questo processo, in Solid Edge sono disponibili diversi strumenti altamente produttivi. Utilizzando strumenti sofisticati, l'utente importa prima un disegno 2D in Solid Edge (Figura 2). I formati di disegno supportati sono numerosi, ad esempio DXF, AutoCAD, ME10 e altri. Per gentile concessione di Siemens PLM Software 4 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

9 Quando il disegno viene visualizzato in Solid Edge, l'utente può richiamare un comando di creazione 3D e scegliere le viste e le quote desiderate da copiare successivamente in disegni 3D, come illustrato nella Figura 3. Osservare che tutte le quote del disegno 2D rappresentano quote non intelligenti, ovvero semplici oggetti visivi, e sono visualizzate in rosso. FIGURA 3 Creazione 3D in due disegni 2D Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software Come mostrato nella figura precedente, in un modello di disegno 3D l'utente può selezionare un'area 2D delimitata da un esagono e un cerchio interni ed estruderla verso l'alto. FIGURA 4 L'estrusione converte automaticamente le quote visive 2D in quote parametriche 3D Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software L'utente termina il trascinamento della forma estrusa in corrispondenza di un punto di snap in un disegno. In questo esempio, l'altezza del punto di snap viene determinata rilasciando il mouse accanto al contorno della linea al quale punta l'annotazione nella Figura 4, sebbene il punto di snap effettivo sia l'elemento Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC 5

10 FIGURA 5 Estrusione finale per completare il solido 3D topologicamente più vicino. In questo caso, si tratta di un vertice dell'esagono. Quando l'utente termina l'operazione di estrusione, le quote non intelligenti diventano immediatamente quote parametriche 3D intelligenti, come illustrato in blu. Nella Figura 5 viene mostrato il solido 3D completo con un'estrusione della forma di base. Osservare che tutte le quote visive 2D sono ora quote parametriche 3D. FIGURA 6 La tecnologia sincrona mantiene bloccata la quota durante la modifica del modello Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software È a questo punto che entra in gioco la potenza della tecnologia sincrona. Come illustrato nella Figura 6 in basso, l'utente può bloccare una quota, indicata in rosso, per l'altezza del cilindro superiore e modificare un'altra quota parametrica 3D come indicato dalla visualizzazione di una casella di testo per l'immissione del relativo valore. Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software 6 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

11 Mentre la quota parametrica per l'altezza del cilindro inferiore cambia, il cilindro superiore rimane bloccato con la quota a un'altezza costante di 27,4. Creare questo livello di controllo in uno strumento di modellazione history-based sarebbe molto difficile, se non addirittura impossibile. SEZIONI IN TEMPO REALE PER LA MODIFICA MEDIANTE SEZIONI TRASVERSALI 2D In questa versione di Solid Edge, Siemens ha introdotto un nuovo approccio utente per l'interfaccia che consente di modificare i modelli solidi mediante modifiche dirette a una sezione trasversale 2D del modello 3D. Questo approccio generale è sempre più apprezzato nella comunità CAD grazie alla sua semplicità d'uso e all'intuitività riscontrata dagli utenti CAD abituati a lavorare con CAD 2D. SEZIONI IN TEMPO REALE sono sezioni trasversali 2D che possono essere tagliate in qualsiasi punto di una parte 3D. Gli utenti possono trascinare gli elementi 2D in nuove posizioni o modificarli mediante controlli dimensionali. Nella Figura 7 viene aggiunta una sezione dai punti centrali dei fori di montaggio e del perno di banco principale. FIGURA 7 Sezioni in tempo reale Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software Quando l'utente sposta la parte superiore del cilindro inferiore verso l'alto utilizzando il riquadro del valore di una quota parametrica, il cilindro superiore si sposta simultaneamente, mantenendo un'altezza fissa pari a 85, indicata in rosso come quota bloccata. Tali modifiche non sono possibili in un'applicazione CAD history-based. L'utente dovrebbe innanzitutto esaminare l'evoluzione cronologica del modello e stabilire sulla base di questa dove applicare una modifica per poter adattare il solido alle proprie esigenze. In questa versione di Solid Edge, la tecnologia sincrona consente all'utente di tagliare una sezione trasversale in qualsiasi momento e in qualsiasi punto del solido, applicare una quota e cambiarne il valore per apportare Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC 7

12 FIGURA 8 Modifica di una feature procedurale basata su disegno: selezione della feature una modifica. Grazie alla tecnologia sincrona, l'utente può in realtà "dimensionare il progetto" adattandolo in tempo reale, anziché applicare modifiche solo in posizioni limitate e specifiche consentite dalla cronologia incorporata. FEATURE PROCEDURALI BASATE SU DISEGNI Nella versione iniziale della tecnologia sincrona del 2008 sono state introdotte le FEATURE PROCEDURALI. Questo tipo di feature è stato specificamente progettato per funzionare in un sistema in cui non vengono applicate soluzioni ordinate. In realtà, una feature deve essere in grado di rigenerarsi per poter essere definita feature procedurale. La versione di Solid Edge with synchronous technology 2 consente ora di modificare le feature procedurali agendo sui relativi disegni di definizione. Tale versione supporta inoltre ulteriori forme geometriche, come l'elica. Nell'esempio seguente, la paletta della ventola definita da un disegno elicoidale viene modificata agendo sulla geometria del disegno. Grazie alla tecnologia sincrona, la paletta viene aggiornata, insieme alle sue copie in serie, senza forzare una rigenerazione di tutta la geometria dipendente nel modello. Per gentile concessione di Siemens PLM Software Nelle due figure riportate di seguito, viene illustrata la modifica del disegno (elica) che definisce la feature a sinistra, seguita dalla geometria della feature rigenerata a destra. 8 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

13 FIGURA 9 (L) Modifica di una feature procedurale basata su disegno: modifiche del disegno FIGURA 10 (R) Modifica di una feature procedurale basata su disegno: viene rigenerata solo la feature con le relative copie Per gentile concessione di Siemens PLM Software PROGETTAZIONE DI COMPONENTI IN LAMIERA Questa versione software incorpora l'estensione della tecnologia sincrona all'applicazione di sviluppo lamiere Solid Edge. L'integrazione di questi due elementi, ovvero la tecnologia sincrona con la sua capacità di individuare dipendenze per limitare la necessità di una rigenerazione del modello sottoposto a modifica e l'applicazione intelligente per lo sviluppo lamiere, in cui le modifiche vengono estese automaticamente per poter apportare ulteriori modifiche come la piegatura della faccia di un modello contestualmente all'introduzione di una nuova topologia di rilievo delle pieghe, potrebbe sembrare inizialmente una contraddizione. Nella prima versione, Siemens ha rimandato l'integrazione della tecnologia sincrona per poterne esplorare tutte le minime implicazioni per i componenti in lamiera. La comprensione di tali implicazioni nell'ambiente di progettazione e la relativa risoluzione hanno dimostrato che questa tecnologia può rappresentare un approccio alla progettazione sostenibile anche in un'applicazione di modellazione complessa. PARADIGMA DI INTERAZIONE DIRETTA Siemens PLM Software ha sviluppato l'applicazione per lo sviluppo di lamiere Solid Edge utilizzando un paradigma di interazione diretta grazie al quale gli utenti possono utilizzare direttamente gli strumenti di manipolazione, anziché richiamare comandi, per creare e modificare i modelli. Un utente può ad esempio trascinare un'area 2D di un disegno all'interno della parte. Può selezionare e trascinare aree di lamiere per ottenere alette o angoli. Nella Figura 11 viene illustrata una parte in lamiera moderatamente complessa, generata creando innanzitutto un disegno a forma di E. In Solid Edge i disegni chiusi diventano automaticamente aree. L'utente ha quindi trascinato l'area in una parte in lamiera simile a una piastra piatta. La parte completa è stata realizzata selezionando gli spigoli e trascinandoli fino a formare otto flange con un semplice trascinamento del mouse. Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC 9

14 FIGURA 11 Componente in lamiera generato mediante la manipolazione diretta della geometria Per gentile concessione di Siemens PLM Software REGOLE IN TEMPO REALE La funzionalità Regole in tempo reale di Synchronous Technology consente di riconoscere la necessità di conservare la condizione geometrica di facce tangenti, concentriche e collineari e così via. Di conseguenza, i modelli in lamiera di Solid Edge non devono essere vincolati in modo esplicito per ottenere modifiche prevedibili e controllabili. La modifica illustrata nella Figura 12 può essere eseguita semplicemente trascinando la faccia della flangia o la faccia posteriore dello spessore, in quanto il sistema aggiunge automaticamente le facce collineari alla selezione. La tecnologia sincrona aggiunge pertanto un ulteriore elemento all'intelligenza complessiva della progettazione di componenti in lamiera. FIGURA 12 Le regole in tempo reale riconoscono le facce collineari Per gentile concessione di Siemens PLM Software 10 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

15 SOLID EDGE SIMULATION FIGURA 13 Soluzioni FEA Velocity Series Uso esteso della tecnologia sincrona con Solid Edge Per l'analisi FEA (Finite Element Analysis), Siemens PLM Software ha introdotto una nuova applicazione incorporata di medio livello, Solid Edge Simulation, in grado di espandere il portafoglio scalabile di soluzioni FEA a tre livelli di funzionalità, a seconda dei requisiti specifici dell'utente finale (Figura 13). La nuova soluzione ribadisce l'importanza di una soluzione incorporata all'interno dell'applicazione CAD, già stabilita con la soluzione di base esistente Solid Edge Simulation Express. Una funzionalità FEA incorporata favorisce un uso più esteso della simulazione grazie alla presentazione di un'interfaccia utente Solid Edge familiare. Semplifica inoltre il tipico ciclo iterativo di creazione modelloanalisi, in cui è possibile apportare modifiche al modello in base ai risultati di un'analisi e successivamente rianalizzare il modello aggiornato. La soluzione Solid Edge Simulation basata sulla tecnologia FEMAP e sull'integrazione con il solutore standard NX NASTRAN di Siemens espande la soluzione standard Solid Edge Simulation Express grazie all'aggiunta dei seguenti elementi: Supporto per la validazione degli assiemi Numerosi casi di studio Definizioni complete di carichi e vincoli Controllo delle mesh completo Soluzioni statiche, modali e di buckling Immagine di base per gentile concessione di Siemens PLM Software Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC 11

16 La tecnologia sincrona gioca un ruolo indiretto molto importante anche nel semplificare la modifica dei modelli rispetto a una tipica applicazione CAD history-based. Durante il ciclo iterativo di creazione modello-analisi, è possibile modificare più rapidamente il modello senza ordine. Inoltre viene eseguito un aggiornamento associativo, i carichi e i vincoli applicati vengono mantenuti durante il processo di modifica del modello e gli affinamenti delle mesh vengono aggiornati in base alla geometria del modello modificata, offrendo una migliore qualità e una consegna più rapida del prodotto (Figura 14). FIGURA 14 Ciclo iterativo di creazione modello-analisi Immagini di base per gentile concessione di Siemens PLM Software SOLID EDGE INSIGHT L'applicazione Solid Edge include l'opzione PDM di base Insight, ovvero una delle tre soluzioni scalabili offerte da Siemens per Velocity Series (Figura 15). Sin dalla sua introduzione nel 2001, Insight è sempre stato basato sulla tecnologia di Microsoft SharePoint. Con questa versione di Solid Edge, Insight è stato aggiornato con le ultime novità Microsoft. 12 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC

17 FIGURA 15 Soluzioni PDM Velocity Series Per gentile concessione di Siemens PLM Software Insight è particolarmente interessante per il sempre maggiore consenso riscosso da SharePoint in tutto il settore. SharePoint ha ottenuto un notevole successo a tutti i livelli aziendali, e in particolare a livello intermedio, registrando un totale di oltre dieci milioni di licenze. Gli utenti di Solid Edge Insight che eseguono Windows Server 2008 e Windows Server 2003 beneficiano dell'integrazione di SharePoint Services nel sistema operativo. In realtà, gli utenti di Solid Edge dispongono già della tecnologia. Possono integrare Microsoft Office SharePoint Server per qualsiasi servizio aggiuntivo necessario, ad esempio gestione dei contenuti, servizio di ricerca avanzato, moduli e business intelligence. Inoltre, se la società dell'utente dispone di un'organizzazione IT, è molto probabile che lo staff IT abbia familiarità con SharePoint. Con Insight gli utenti possono usufruire, senza alcun overhead aggiuntivo, di una soluzione per la gestione dei dati perfettamente integrata e orientarsi tuttavia a una crescita graduale della soluzione Teamcenter Express di Siemens e della soluzione Teamcenter completa per seguire l'espansione delle proprie attività commerciali e la crescita delle esigenze. Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC 13

18 RIEPILOGO E OPINIONE Siemens PLM Software continua a espandere l'applicazione di authoring delle progettazioni Solid Edge, rendendo sempre più evidente la progressiva evoluzione e maturazione della tecnologia sincrona. La versione corrente, SOLID EDGE WITH SYNCHRONOUS TECHNOLOGY 2, include numerosi segnali di questa evoluzione rapida e sorprendente. Le feature procedurali aggiuntive, la possibilità di apportare modifiche al disegno sottostante di una feature procedurale, nonché il nuovo approccio all'interfaccia utente per la modifica in 3D mediante sezioni trasversali di modelli 2D sono tutti elementi che contribuiscono a questa crescita. Tuttavia, CPDA è particolarmente interessato alla possibilità di integrare la tecnologia sincrona con l'intelligenza dell'applicazione per lo sviluppo lamiere Solid Edge. La tendenza verso lo sviluppo di applicazioni di modellazione sempre più intelligenti che garantiscano una maggiore produttività dovrebbe essere chiara a tutti i membri del settore CAD. Siemens PLM Software dovrebbe ritenersi soddisfatta nel constatare che la tecnologia sincrona favorisce tale evoluzione giocando un ruolo da leader. Grazie alla possibilità di utilizzare l'applicazione Solid Edge centrale con gli strumenti per la simulazione e la produzione inclusi nel portafoglio di prodotti Velocity Series, Siemens PLM Software offre agli utenti una soluzione completa e all'avanguardia per lo sviluppo dei prodotti. Per offrire una tecnologia leader del settore per la gestione dei dati dei prodotti, Siemens supporta un gruppo di opzioni a tre livelli, dalla soluzione Solid Edge Insight dedicata (basata su Microsoft SharePoint) ai prodotti completi Teamcenter di Siemens in grado di adattarsi alle esigenze dei clienti. Complessivamente, Siemens PLM Software ha raggiunto l'obiettivo supplementare di offrire ai propri clienti le risposte migliori alle sfide con le quali devono confrontarsi. 14 Copyright 2009 Collaborative Product Development Associates, LLC