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

3 апрел€ 2012

√еометрические €дра в мире и в –оссии

ƒмитрий ”шаковƒмитрий ”шаков

—истемы автоматизации черчени€ (Computer-Aided Drafting), созданные в 1960-х гг. дл€ замены кульмана (традиционного чертежного инструмента, которым архитекторы и инженеры всего мира привыкли пользоватьс€ со времен промышленной революции XVIII в.), в насто€щее врем€ превратились из средства автоматизации рутинной работы в ключевой инструмент инноваций в разных отрасл€х промышленности, став системами автоматизации проектировани€ (Computer-Aided Design).

— помощью CAD архитектор сегодн€ создает информационную (трехмерную) модель здани€, вместо того, чтобы чертить его поэтажные планы и фасады. ƒизайнер интерьеров обсуждает с заказчиком оформление офиса или квартиры, перемеща€сь по ее виртуальной трехмерной модели, интегрированной в окружающее пространство реального здани€. ’удожник создает свои скетчи не на листах бумаги, а на сложных трехмерных поверхност€х. ѕромышленный дизайнер печатает созданную модель на трехмерном принтере и передает ее дл€ анализа специалисту по эргономике.  онструктор за секунды локализует и модифицирует проблемный узел в сборке, состо€щей из сотен тыс€ч деталей, который был найден в результате автоматического моделировани€ поведени€ издели€ под нагрузкой. »нженер-технолог быстро и безошибочно составл€ет управл€ющую программу дл€ станка с „ѕ”, позвол€ющую вырезать из заготовки деталь со сложнейшей геометрией поверхности, оптимально спроектированной дл€ того, чтобы обладать нужными эксплуатационными качествами. –абочий, осуществл€ющий сборку и обслуживание издели€, обращаетс€ к трехмерной модели как к справочнику — дл€ того, чтобы рассмотреть демонстрацию предписанной операции под нужным углом и с нужным ему приближением. Ёто лишь мала€ часть тех задач, которые сегодн€ способна решать CAD. » ключевую роль здесь играет трехмерна€ модель.

“рехмерное моделирование и виртуальна€ реальность

≈ще в 1970-х гг. ученые всего мира, работающие вместе с представител€ми военных ведомств и промышленных предпри€тий, начали исследовать различные способы представлени€ трехмерных данных в компьютере, облегчающих последующую работу с ними. ƒо недавних пор трехмерна€ модель существовала лишь в головах конструкторов, что порождало множество проблем и ошибок — как при проектировании издели€, так и при его производстве, эксплуатации и утилизации. ѕолученный за последние годы опыт передовых предпри€тий свидетельствует, что использование трехмерных цифровых моделей издели€ на всех этапах его жизненного цикла позвол€ет сократить затраты на проектирование, ускорить вывод нового продукта на рынок, удешевить производство, оперативно вносить предлагаемые пользовател€ми изменени€ в его конструкцию и сократить до необходимого минимума вред окружающей среде. ¬ конечном счете, трехмерное моделирование значительно повышает конкурентоспособность предпри€ти€ и его способность оперативно реагировать на любые изменени€ в экономике.

“рехмерное моделирование к насто€щему моменту имеет за спиной более чем 30-летнюю историю. ƒалеко не все предложенные идеи оказались плодотворными. ƒалеко не все компании-разработчики средств трехмерного моделировани€, смогли пережить рыночные пертурбации. Ќо лучший опыт оказалс€ накоплен в программных компонентах, называемых €драми трехмерного моделировани€ (3D modeling kernels), которые ныне лежат в основе почти любой CAD (а также CAE и CAM). “акие компоненты разработчики инженерного ѕќ либо проектируют, кодируют и поддерживают самосто€тельно, либо лицензируют их у сторонних технологических поставщиков. 3D-€дро — это фундамент, на котором строитс€ здание любой современной CAD. ќт этого фундамента зависит все остальное — возможности различных инструментов, их быстродействие, устойчивость к ошибкам, и даже обща€ интеллектуальность системы.

— точки зрени€ программиста геометрическое €дро — это библиотека функций/классов дл€ создани€ геометрических объектов (точка, отрезок/дуга/крива€, кусок поверхности, твердое тело), изменени€ их форм и размеров, создани€ на их основе новых объектов, визуализации модели на экране компьютера и обмена трехмерными данными с другими программами. ѕеречисление функций €дра можно ужать в одно предложение, но их реализаци€ раст€гиваетс€ на дес€тки и сотни человеко-лет. ƒело в том, что за каждой элементарной операцией (типа пересечени€ двух поверхностей класса NURBS) стоит вычислительный алгоритм, реализаци€ и отладка которого €вл€етс€ весьма трудоемкой задачей, требующей как безукоризненного владени€ аппаратом вычислительной математики, так и профессионального знани€ предметной области. ј подобных операций в €дре — сотни (с учетом разнообрази€ типов геометрических данных).

NURBS — основной класс поверхностей в трехмерном моделировании

ƒалеко не все разработчики CAD (а тем более CAE и CAM) готовы инвестировать в таком объеме в базовую технологию, поэтому большинство из них предпочитают лицензировать готовое 3D-€дро у сторонних производителей (иногда у своих пр€мых конкурентов), осуществл€€ компании-разработчику €дра регул€рные платежи (обычно включающие определенную сумму с каждой проданной копии конечного продукта). ¬замен они получают возможность использовать €дро, которое уже было «обкатано» в других системах, поэтому обладает богатой функциональностью и высоким уровнем надежности. Ќаконец, вз€в готовое €дро, разработчик —јѕ– сможет быстрее вывести свой программный продукт на рынок. »ногда этот фактор €вл€етс€ определ€ющим — если опоздать с релизом продукта на год-другой, то рынок может оказатьс€ зан€тым конкурентами. ярчайшим примером €вл€етс€ выпуск MCAD (Mechanical CAD) SolidWorks, ставшей первой в мире системой параметрического твердотельного моделировани€ дл€ платформы Windows и до сих пор остающейс€ абсолютным лидером в отрасли MCAD (машиностроительного проектировани€) по числу проданных лицензий. Ётим же путем впоследствии пошли разработчики множества других успешных систем, включа€ российские компании ADEM и “оп —истемы.

T-FLEX CAD (“оп —истемы), созданный на основе €дра Parasolid

ќднако, в мире —јѕ– существует небольшое количество компаний, которые став€т во главу угла возможность полного контрол€ над исходным кодом, оперативного исправлени€ ошибок и наращивани€ функционала, быстрого переноса на новые платформы и поэтому готовы расплачиватьс€ за это собственными ресурсами.   этой группе принадлежат как четверка лидеров рынка —јѕ– с миллиардными доходами (Dassault, Autodesk, Siemens и PTC), так и российский разработчик ј— ќЌ.

 ќћѕј—-3D (ј— ќЌ), созданный на основе собственного €дра

ƒостаточно полный список примеров разработчиков, как первой, так и второй категории приведен в таблице ниже. »з нее видно, что наиболее активно лицензируютс€ €дра ACIS (развиваетс€ и поддерживаетс€ Spatial, дочерней компанией Dassault Systemes) и Parasolid (Siemens PLM Software).


ѕродукт ѕроизводитель ќбласть 3D-€дро
4MCAD IntelliCAD 4M S.A., √реци€ CAD, AEC Open CASCADE Technology
Adams MSC Software, —Ўј CAE Parasolid
ADEM √руппа компаний ADEM, –осси€-»зраиль-√ермани€ CAD, CAM, CAPP ACIS
ADINA Modeler ADINA R&D Inc., —Ўј CAE Parasolid и Open CASCADE Technology
Alibre Design 3D Systems, —Ўј MCAD ACIS
Allplan Nemetschek AG, √ермани€ AEC/BIM SMLib
AMPSolid AMPS Technologies, —Ўј CAE ACIS
ANSYS ANSYS Inc., —Ўј CAE ACIS и Parasolid
APM Studio Ќ“÷ јѕћ, –осси€ MCAD —обственное (APM Engine)
ArchiCAD Graphisoft, ¬енгри€ AEC/BIM —обственное
ARES Graebert, √ермани€ CAD ACIS
Ashlar-Vellum Cobalt, Xenon, Argon Ashlar-Vellum, —Ўј MCAD ACIS
AutoCAD Autodesk, —Ўј CAD, AEC, GIS —обственное (ASM), совместимое с ACIS
Autodesk Inventor Autodesk, —Ўј MCAD —обственное (ASM), совместимое с ACIS
Autodesk Moldflow Autodesk, —Ўј CAE Parasolid
Autodesk Revit Architecture Autodesk, —Ўј AEC/BIM —обственное (ASM), совместимое с ACIS
bonzai3d AutoDesSys, —Ўј CAD ACIS в комбинации с собственным €дром
Bricscad Bricsys NV, Ѕельги€ AEC, MCAD ACIS
BtoCAD YuanFang Software Co., Ltd.,  итай CAD ACIS
CADopia CADopia Inc., —Ўј CAD ACIS
CATIA Dassault Systemes, ‘ранци€ CAD/CAM/CAE, AEC CGM
Cimatron Cimatron Limited, »зраиль CAM ACIS
CollabCAD National Informatics Centre, »нди€ CAD/CAM Open CASCADE Technology
Creo (прежнее название Ц Pro/Engineer) Parametric Technology, —Ўј MCAD GRANITE
Creo Elements/Direct Modeling (прежнее название Ц CoCreate) Parametric Technology, —Ўј CAD ACIS
Edgecam Planit Software, ¬еликобритани€ CAM Parasolid и GRANITE
ESPRIT DP Technology Corp., —Ўј CAM Parasolid
form-Z AutoDesSys, —Ўј CAD ACIS в комбинации с собственным €дром
FreeCAD ќткрытый онлайн-проект CAD Open CASCADE Technology
GibbsCAM Cimatron, »зраиль CAD/CAM Parasolid и GRANITE
GstarCAD Suzhou Gstarsoft Co., Ltd,  итай CAD ACIS
IRONCAD IronCAD LLC, —Ўј MCAD ACIS и Parasolid
KeyCreator Kubotek USA Inc., япони€-—Ўј CAD ACIS
Mastercam CNC Software, —Ўј CAD/CAM ACIS
Masterwork Tecnos G.A., »тали€ CAM Open CASCADE Technology
MicroStation Bentley Systems, —Ўј AEC Parasolid (ранние версии Ц ACIS)
Moment of Inspiration Triple Squid Software Design, —Ўј CAD SOLIDS++
NX Siemens PLM Software, √ермани€ CAD/CAM/CAE Parasolid
Patran MSC Software, —Ўј CAE Parasolid
Power NURBS Ideate Inc., —Ўј CAD SOLIDS++
PowerSHAPE Delcam plc, ¬еликобритани€ CAD/CAM Parasolid
progeCAD progeCAD Srl Uninominale, »тали€ CAD ACIS
Radan Planit, ¬еликобритани€ CAD/CAM ACIS
Rhinoceros Robert McNeel and Associates, —Ўј CAD SOLIDS++ (отдельные модули)
Shark LT Encore, —Ўј CAD ACIS
SmartCAM SmartCAMcnc CAM ACIS
Solid Edge Siemens PLM Software, √ермани€ MCAD Parasolid (ранние версии Ц ACIS)
SolidWorks Dassault Systemes, ‘ранци€ MCAD Parasolid
SpaceClaim SpaceClaim Corp., —Ўј MCAD ACIS
STAR-CCM+ CD-adapco, ¬еликобритани€-—Ўј CAE Parasolid
StruCad AceCad Software, ¬еликобритани€ AEC/BIM —обственное
T-FLEX “оп —истемы, –осси€ MCAD Parasolid
ThinkDesign Versata, —Ўј MCAD —обственное €дро
TopSolid Missler Software, ‘ранци€ CAD/CAM Parasolid
TurboCAD IMSI/design, —Ўј AEC, MCAD ACIS
Vectorworks Nemetschek, √ермани€ AEC Parasolid (ранние версии Ц SMLib)
ViaCAD 2D/3D Encore, —Ўј CAD ACIS
ZW3D (прежнее название Ц VX CAD/CAM) ZWCAD Software,  итай MCAD —обственное €дро (VX Overdrive)
ZWCAD ZWCAD Software,  итай CAD ACIS
 ќћѕј—-3D ј— ќЌ, –осси€ MCAD, AEC —обственное €дро


— 2007 г. ѕравительство –оссийской ‘едерации осуществл€ет федеральную целевую программу «Ќациональна€ технологическа€ база» с целью создани€ новых передовых технологий и оборудовани€, внедрени€ разработанных технологий в производство, коммерциализации новых технологий, создани€ перспективного научно-технологического задела дл€ разработки перспективной наукоемкой продукции, решени€ проблем улучшени€ экологической ситуации в стране. ¬ рамках этой программы ћинистерство промышленности и торговли –‘ объ€вило тендер на выполнение научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы «—оздание отечественного лицензируемого программно-математического €дра трехмерного моделировани€ как базы дл€ компьютерных систем автоматизированного проектировани€ сложной машиностроительной продукции». “акое €дро, будучи положено в основу нового поколени€ компьютерных систем проектировани€, инженерного анализа, подготовки производства, создани€ технической документации, будет способствовать созданию российской промышленностью инновационных изделий, конкурентоспособных на мировом рынке, став частью национальной технологической базы. ѕобедителем тендера стало ‘едеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образовани€ ћосковский государственный технологический университет «—“јЌ »Ќ», а одним из субподр€дчиков — компани€ Ћ≈ƒј—.

–оссийска€ компани€ Ћ≈ƒј— обладает тринадцатилетним опытом разработки наукоемких программных компонент —јѕ– по заказу лидеров мирового рынка инженерного ѕќ. —реди успешно выполненных компанией проектов — интервальный решатель дл€ работы с инженерными знани€ми; решатель геометрических и размерных ограничений дл€ параметрического черчени€, проектировани€ сборок, кинематической анимации и пр€мого моделировани€; модули дл€ работы с полигональными сетками в режиме реального времени (преобразование сетки в поверхность подразделени€, развертка сетки на плоскость, вычисление минимальных рассто€ний и определение пересечений между сетками); модули трансл€ции инженерных данных. — учетом указанного опыта, компании Ћ≈ƒј— в проекте «3D-€дро» поручен сектор работ, св€занных с разработкой алгоритмов вычислительной и дискретной математики, и включающий известную своей сложностью задачу высокоточного построени€ пересечени€ произвольных поверхностей и кривых.

Ѕезусловно, при разработке нового 3D-€дра необходимо опиратьс€ на опыт предшественников, чтобы вз€ть лучшее из этого опыта и не повторить их ошибок. ѕоэтому в последующих публикаци€х мы планируем кратко осветить историю предыдущих попыток создани€ €дер трехмерного моделировани€, а также рассказать о том, чем будет отличатьс€ от них создаваемое сейчас российское €дро. nbsp;обслуживание издели€, обращаетс€ к

 омментариев: 53
id 9286     19 декабр€ 2012, 18:23
 Lena Talkhina
≈сли не ошибаюсь, то DELCAM дл€ поверхностного проектировани€ (PowerShape) использует свое €дро и на Parasolid они перешли недавно (2-3 версии назад).
»ли же € все-таки ошибаюсь?

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9287     19 декабр€ 2012, 18:26
 ƒмитрий ”шаков
ќтвет Lena Talkhina

¬се верно, три года назад мы публиковали соответствующую новость:

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9288     19 декабр€ 2012, 18:28
 ƒмитрий ”шаков

÷итата из ќлег “., id 9285:
»ли это как-то вли€ет на совместимость самих файлов?


Ќа совместимость файлов не вли€ет, но если результат стандартной команды будет отличатьс€ от AutoCAD, то средства автоматизации при портировании на BricsCAD станут работать неудовлетворительно. ѕользовател€м это не нужно. ¬се усовершенствовани€ и улучшени€ делаютс€ в новых командах.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9289     19 декабр€ 2012, 19:31
 ќлег “.
ќтвет ƒмитрий ”шаков

“еперь совсем пон€тно. Ќо чисто дл€ себ€ - немножко жалко)

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9294     20 декабр€ 2012, 16:12
 Lena Talkhina
ќтвет ƒмитрий ”шаков

—пасибо за ссылку.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 10655     14 феврал€ 2015, 19:26
 Ќиколай Ѕ.
T-Flex тоже начинал с ACIS.  огда € в своЄ врем€ (начало 2000-х) разговаривал с —.  ураксиным на тему перехода на Parasolid, он аргументировал "сидение" на ACIS тем, что, €кобы, разработчик ACIS быстрее (где-то раз в полгода) обновл€ет своЄ €дро. Ќо через непродолжительное врем€ T-flex оказалась на Parasolide...

ќтветить   ÷итировать выделенное


ѕол€, помеченные * об€зательны дл€ заполнени€

  »м€ *

  e-mail

  web

¬ы можете ввести не более 3000 символов, осталось:

¬ведите
первые 3 символа:

 *

ќбновить



    

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: Ѕумажный isicad.ru?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

—колько в –оссии специалистов по BIM? — ћарина  ороль (20 сент€бр€ 2017)
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. © 2004-2017 √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.