¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

30 июн€ 2008

„то такое пр€мое редактирование геометрии?

¬ладимир ћалюх¬ладимир ћалюх

¬ течение последнего года в нашей отрасли активно обсуждаетс€ технологи€ т.н. пр€мого редактировани€ геометрии. ѕо€вились такие интересные продукты как SpaceClaim, целиком основанный на этой парадигме, такие гранды как Siemens PLM Software и Dassault Systems также объ€вили о использовании этой технологии в своих продуктах шестого (какое совпадение!) поколени€. ¬ специализированной прессе достаточно много публикаций о том, что эта технологи€ дает, какую функциональность добавл€ет, однако у р€довых читателей и пользователей —јѕ– нередко возникает вопрос — а что же это такое «изнутри»?

–ечь на деле идет о достаточно известном методе параметризации геометрии, называемом в профессиональном кругу вариационным, приход€щим либо на смену, а вернее в дополнение к привычному в современных —јѕ– подходу, основанному на истории (дереве) построени€ модели (history-based-design). Ётот метод параметризации моделей нашел себе широкое применение в последние 15-20 лет благодар€ высокой эффективности и достаточной простоте в программной реализации. —уть его проста — каждый новый конструктивный элемент заданием своих параметров однозначно позиционируетс€ относительно ранее построенных элементов. ћодификаци€ элементов происходит путем изменени€ значени€ их параметров. ѕри изменении значени€ параметра одного элемента происходит пересчет (обновление) его формы, а также пересчет формы всех элементов, построенных на его основе (например, при изменении плоского профил€ происходит пересчет формы построенной на его основе криволинейной призмы).

ќднако, проблема с данным подходом возникает тогда, когда у пользовател€ по€вл€етс€ потребность позиционировать друг относительно друга два и более ранее построенных элемента. ¬ этом случае придетс€ вернутьс€ к построению одного из этих элементов и изменить способ его параметризации, что далеко не всегда представл€етс€ возможным. —итуаци€ становитс€ еще хуже, если пользователь попытаетс€ задать циклические зависимости между элементами. ¬ этом случае большинство традиционных систем, основанных на истории построени€, просто откажутс€ иметь дело с такими модел€ми, ведь процедура их перестроени€ при изменении значений параметров окажетс€ зацикленной. Ќаконец, третий недостаток традиционного параметрического подхода на основе истории построени€ заключаетс€ в том, что пользователю посто€нно приходитс€ иметь дело с полностью определенной геометрической моделью без внутренних степеней свободы, что ограничивает возможности ее редактировани€ (можно лишь редактировать параметры каждого элемента по очереди).

¬ противовес подходу, основанному на истории построени€ модели, была предложена концепци€ вариационного подхода к проектированию, основной идеей которого €вл€етс€ возможность св€зывани€ конструктивных элементов и определ€ющих их параметров посредством ограничений. ќграничение — это декларативна€ (т.е. назначаема€) спецификаци€, задающа€ св€зь между геометрическими элементами модели и их параметрами. “ака€ св€зь может быть как логической (параллельность двух отрезков, касание плоскости и сферы), так и параметрической (длина отрезка, радиус скруглени€, угол сопр€жени€ граней). Ќакладыва€ и удал€€ такие ограничени€, а также измен€€ значени€ их параметров, пользователь может измен€ть геометрическую форму проектируемого издели€. ¬ этом случае система автоматизированного проектировани€ автоматически подбирает такие значени€ параметров конструктивных элементов, которые обеспечивают удовлетворение всех заданных пользователем ограничений на их взаимное расположение. ¬ыгодным отличием вариационного подхода от подхода, основанного на истории построени€, €вл€етс€ полное раскрепощение творческой мысли проектировщика, который получает мощный инструмент дл€ редактировани€ геометрических форм. ¬ любой момент построени€ между элементами модели можно задать или удалить ограничени€, а также помен€ть значени€ их параметров. —вобода в задании ограничений позвол€ет иметь дело с циклическими зависимост€ми и не полностью определенными модел€ми (оставшиес€ степени свободы пользователь может использовать дл€ интерактивного редактировани€ модели). ѕонимать и редактировать такие декларативные спецификации (на основе ограничений) намного проще, чем историю построени€ модели, что делает легким работу нескольких проектировщиков над одной моделью.  ратко ключевые различи€ двух подходов к параметрическому проектированию представлены в таблице.

—равнение методик

—ам по себе вариативный подход не €вл€етс€ новинкой и уже более дес€тилети€ широко используетс€ в системах геометрического моделировани€ и в —јѕ– в частности, например в создании двумерных эскизов дл€ последующего построени€ трехмерных тел, или в системах моделировани€ кинематики. —уществовали и экспериментальные реализации полностью параметрических моделлеров. ќднако «пров€зка» всей модели геометрии, начина€ от первичных элементов и заканчива€ сложными сборками в реальных —јѕ– и на практических промышленных проектов был трудно реализуем 10 лет назад, когда закладывались основные архитектурные принципы тех —јѕ–, которые мы используем на практике сейчас. Ќужно помнить, что цикл создани€ нового поколени€ продукта в —јѕ– весьма долог, и составл€ет около п€ти лет. » то, что мы видим сейчас в по€вл€ющихс€ системах пр€мого редактировани€ геометрии на деле задумано 3-5 лет назад.

“рудности, на мой взгл€д, были в двух ипостас€х. ѕерва€ — производительность. » сами геометрические решатели тех времен были не так совершенны, как «сейчас» (т.е. на момент прин€ти€ решени€ о их разработке) как по производительности, таки по требуемой функциональности. ƒа и вычислительные возможности оборудовани€ тех лет €вно не удовлетвор€ли требуемому уровню.   рубежу 2003-2005 года, когда закладывались вышедшие сегодн€ на свет решени€, все эти вопросы естественным эволюционным путем были решены. “ак что по€вление таких систем, как SpaceClaim, NX6, CATIA V6 — вполне логичный и естественный ход развити€ средств работы с геометрией в —јѕ–.

SpaceClaim

≈ще один вопрос, часто возникающий у пользователей — что такое технологи€ синхронного моделировани€, анонсированна€ Siemens PLM Software и не €вл€етс€ ли этот термин очередным рекламным слоганом? ѕолагаю, что нет. —инхронное моделирование — по сути развитие вариационного метода, дополненного мощными средствами автоматического распознавани€ и назначени€ ограничений (Autoconstraining) основанными на использовании технологий накоплени€ и переиспользовани€ инженерных знаний (knowledgeware). “ака€ св€зка делает функциональность пр€мого редактировани€ геометрии не только мощной но и интуитивно-€сной и простой в использовании.

«амен€ет ли синхронное моделирование традиционный подход с историей построений? —корее — дополн€ет. —амо по себе наличие информации о истории построени€ порой €вл€етс€ ценным, например с точки зрени€ технолога. —инхронна€ технологи€ позвол€ет, сохранив эту информацию, редактировать геометрию более свободно, не ограничива€сь жесткими рамками последовательности построений.

–едактирование дерева построений –ассмотрим работу по новой технологии на примере. «адача — увеличить рассто€ние между отверсти€ми кронштейна. ѕри традиционном подходе дл€ этого будет сначала изменить размер самого основани€, т.к. отверсти€ €вл€ютс€ элементами геометрии «дочерними», по отношению к нему. ¬ свою очередь дл€ изменени€ размера основани€ нужно изменить геометрию контура. “ака€ последовательность действий не совсем натуральна и естественна.


ѕри использовании вариационной технологии все, что потребуетс€ сделать — изменить значение назначенного размера — рассто€ни€ между ос€ми отверстий. ¬се остальное будет проделано автоматически, т.к. система учтет условие концентричности между измененными отверсти€ми и цилиндрическими поверхност€ми на концах основани€, условие касательности боковой образующей к этим поверхност€м и перевычислит новую длину основани€.

ѕр€мое редактирование

≈стественным будет вопрос со стороны разработчиков —јѕ– — насколько доступной, как финансово так и технологически €вл€етс€ технологи€ пр€мого моделировани€ геометрии? Ќа сегодн€шний день на рынке коммерческих решателей широко доступны два: D-Cubed, разработанный британской компанией DCM, ныне принадлежащей Siemens PLM Software (на нем и основана технологи€ синхронного моделировани€) и LGS, разработанный российской компанией Ћ≈ƒј—, о чем компани€ рассказала на isicad-2008 в секции «Ќовые технологии». –€д корпораций разработчиков —јѕ– используют решатели собственной разработки.

PS: ¬ публикации использованы фрагменты статьи ƒмитри€ ”шакова «“ехнологии вариационного проектировани€ дл€ разработки типичных приложений —јѕ–»

ќб авторе

¬ладимир ћалюх ¬ладимир ћалюх более 20 лет занимаетс€ разработками в —јѕ– и управлени€ жизненным циклом издели€ (PLM), управлени€ данными об изделии (PDM), архитектурных основ —јѕ–, технологических бизнес-решений, включа€ —јѕ–, а также системы управлени€ документами и содержимым. ќн занимал ведущие должности в проектировании, разработке и маркетинге —јѕ–/PLM, разработке решений, консалтинге, управлении программами и группами, а в насто€щее врем€ €вл€етс€ ƒиректором по инженерному консалтингу группы компаний Ћ≈ƒј—.
√-н ћалюх €вл€етс€ выпускником Ќовосибирского Ёлектротехнического »нститута (ныне — “ехнического ”ниверситета), где он специализировалс€ на кафедре газодинамических импульсных устройств факультета летательных аппаратов. ¬ июне 2006 г. без отрыва от практической работы им была защищена кандидатска€ диссертаци€, посв€щенна€ теме организации автоматизированного взаимодействи€ разнородных отраслевых решений —јѕ– в единой системе автоматизации инженерной де€тельности предпри€тий. ¬ладимир €вл€етс€ автором дес€тков печатных работ, посв€щенных прикладным решени€м —јѕ–/PLM в различных отрасл€х.

ќ компании Ћ≈ƒј—

«јќ «Ћ≈ƒј—» — независима€ софтверна€ компани€, образованна€ в Ќовосибирском Ќаучном ÷ентре (јкадемгородке) —ибирского отделени€ –оссийской јкадемии Ќаук в 1999 г. явл€€сь лидером в области вычислительных технологий, основанных на аппарате математических ограничений, Ћ≈ƒј— хорошо известен как поставщик вычислительных программных компонентов дл€ систем PLM (управлени€ жизненным циклом издели€) и ERP (планировани€ ресурсов предпри€ти€). ¬ портфеле предложений компании — решатель геометрических ограничений дл€ —јѕ– (CAD/CAM/CAE), оптимизирующий процессор дл€ систем управлени€ проектами, планировани€ рабочей силы и организации собраний, интервальные технологии дл€ организации баз знаний и совместного проектировани€ в —јѕ–.  омпани€ также оказывает своим заказчикам различные услуги в области PLM и ERP: разработка ѕќ, консалтинг, распространение продуктов партнеров, тренинги персонала.

ќбсудить в форуме

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ќ пользе разводов (в области —јѕ–!)
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2018 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.