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

3 декабр€ 2012

“рансл€ци€ данных —јѕ– сегодн€

Ёван ярес

ќт редакции isicad.ru: ѕредлагаем вниманию читателей перевод статьи давнего друга isicad Ёвана яреса о технологических предпосылках остроактуальной проблемы трансл€ции данных —јѕ–.

ѕроблема трансл€ции данных давно находитс€ в фокусе нашего внимани€ — и как разработчиков, и как журналистов (см. опубликованные ранее на нашем портале материалы « ого хвалить и кого ругать за трансл€цию данных и пр€мое моделирование», «‘орматы данных: кто виноват и как с этим боротьс€?», «Proficiency — параметрические инструменты дл€ трансл€ции данных».

ћы и принимали участие в создании трансл€тора параметрических моделей из CATIA в SolidWorks, поэтому знакомы с проблематикой на собственной шкуре. ¬от почему в разрабатываемое сейчас с нашим участием –оссийское √еометрическое ядро (см. «—пециалисты Ћ≈ƒј—а — об участии компании в создании российского геометрического €дра») мы заложили архитуктуру, котора€ позволит импортировать в него чужие модели с минимальными проблемами.

ќригинал статьи на английском €зыке

“рансл€ци€ данных в —јѕ– до сих пор остаетс€ серьезной проблемой, хот€ в этой области происход€т заметные улучшени€. ¬полне возможно, что вас лично такие проблемы не забот€т. “ак случаетс€, если вы используете ѕќ —јѕ– одной версии от одного поставщика и не пользуетесь файлами, полученными в других —јѕ–. ≈сли вы будете сохран€ть такое положение дел, даже не обновл€€ ѕќ, — с трансл€цией данных у вас все и дальше будет в пор€дке...

Ќо большинство пользователей —јѕ– живут не в вакууме. ќни используют в своей работе файлы из различных —јѕ–, создают файлы дл€ других приложений. ƒл€ этих людей трансл€ци€ данных €вл€етс€ насущной задачей и с ней св€заны проблемы, которые сохран€тс€ и в обозримом будущем. „тобы пон€ть, почему так происходит, нужно немного углубитьс€ в понимание того, как —јѕ– хран€т свои данные.

Kubotek Validation Tool отображает разницу между исходной и оттранслированной модел€ми.


NURBS и B-reps
—овременные трехмерные машиностроительные —јѕ–, как правило, используют примерно один и тот же принцип представлени€ данных. Ќа верхнем уровне наход€тс€ сборки. ”ровнем ниже — детали и, отдельно, чертежи. ƒетали определены либо параметрически, либо €вно, но в любом случае их топологи€ определ€етс€ твердотельной моделью с граничным представлением (т.н. B-Rep), созданным из набора обрезанных поверхностей NURBS (non-uniform rational B-spline — неоднородные рациональные ¬-сплайны). B-Rep можно представить как костюм аквалангиста, сшитый из отдельных кусков. ≈сли костюм сшит качественно — он будет водонепроницаемым, если же швы имеют много зазоров — костюм будет протекать.

 онечно, это упрощенна€ аналоги€, но она достаточно хорошо описывает ситуацию. √лавна€ проблема в трансл€ции геометрических данных заключаетс€ в том, что разные системы работают с разной точностью. —лишком часто при переносе данных из одной системы в другую в геометрии по€вл€ютс€ зазоры и отверсти€. »ногда перенесенна€ модель представл€етс€ набором разрозненных поверхностей, которые вам придетс€ «сшить», чтобы модель вела себ€ как твердое тело.

Ќо почему в —јѕ–ах возникают проблемы с точностью? ƒело в том, что даже возможностей современных 64-разр€дных ѕ  не всегда достаточно дл€ вычислени€ формы NURBS с требуемой точностью, особенно дл€ моделей с большими размерами и мелкими детал€ми. (»нженеры в атомной промышленности часто имеют дело с такими проблемами). Ќо, справедливости ради, замечу, что задача создани€ алгоритма, который был бы достаточно точен дл€ надежной сшивки границ поверхностей, это давн€€ математическа€ задача ¬ большинстве случаев люди, котора€ разрабатывают геометрические €дра, используемые в —јѕ–, намеренно делают множество допущений дл€ своих алгоритмов в виде допусков и отклонений. ≈сли две поверхности сопр€гаютс€ в пределах допуска, заданного программистом, считаетс€, что все в пор€дке.

я несколько утрирую, говор€, что проблема допусков €вл€етс€ ключевой проблемой в трансл€ции данных —јѕ–. ’от€ многие люди в нашей отрасли придерживаютс€ такого мнени€ — но не делает утверждение правдой. Ќедавно € беседовал с доктором ѕолом —таллингсом (Dr. Paul Stallings), руководившем в прошлом разработкой геометрического €дра ACIS, сейчас он работает в Kubotek. ѕол рассказал мне, что проблема точности и допусков дл€ него €вл€етс€ одной из самых простых проблем в области обмена данными.

√еометрические €дра в разных —јѕ– могут описывать топологию различными, несовместимыми друг с другом способами.

ќдна из проблем, действительно, напр€гающих —таллингса, это то, что форматы файлов —јѕ– посто€нно мен€ютс€. —тандартизованные форматы файлов, такие как IGES и STEP, создают свои собственные проблемы. — открытым стандартом, любой пользователь — компетентен он или нет — может предприн€ть попытку записать файл в этом формате. —ами форматы предлагают так много вариантов, что неопытные разработчики делают много ошибок.

ƒругой большой проблемой, по словам —таллингса, €вл€етс€ то, что разные —јѕ– представл€ют геометрию и топологию различными способами. ќн указал на свой любимый пример: в ACIS цилиндр €вл€етс€ разновидностью конуса, а в Pro/E сфера представлена как разновидность тора. —ущественные различи€ имеютс€ и в том, каким образом поверхности параметризованы. ≈ще более сложные проблемы возникают с поверхност€ми, описанными процедурно, такими как сопр€жение или выт€гивание. “ут могут быть многие недокументированные, зашифрованные и даже непроработанные опции.

— допусками, по словам —таллингса, главна€ проблема состоит в том, что одни системы работают с рассекающими контурами в трехмерном пространстве, а другие работают с ними в параметрическом двумерном пространстве, спроецированном на поверхности. –асхождение между параметрическим и трехмерным пространствами создает огромную проблему при обмене данными между ACIS и Parasolid, использующими трехмерное пространство и между CATIA или Pro/E, работающими с параметрическим пространством. IGES и STEP могут использовать как одно из этих описаний, так и оба вместе. —таллингс утверждает, что имеетс€ слишком много файлов, одновременно содержащих и 2D, и 3D кривые — и эти кривые, не используемые записывающей системой, €вл€ютс€ ошибкой. ¬ IGES пытаютс€ решить эту проблему, предлага€ при записи выставл€ть соответствующий флажок, обозначающий кривые, которыми можно пользоватьс€. ѕо иронии судьбы, существование такого флага само по себе есть «признание вины», так как если бы оба типа кривых могли использоватьс€, то такой флаг был бы вовсе не нужен. ≈сли вы уловили нить рассуждений —таллингса, мои поздравлени€: ¬ы — истинный —јѕ–ист. —талингс, никогда не уклон€ющийс€ от высказывани€ своего мнени€, также указал на то, что, когда файлы —јѕ– будут эффективно экспортироватьс€ из дорогих систем, люди будут покупать меньше таких рабочих мест, предпочита€ перенести данные в менее дорогие системы. “аким образом, у поставщиков дорогих систем есть мотив, чтобы не делать этот процесс простым.

Ѕизнес трансл€торов данных
ѕохоже, что из-за этого мотива крупных разработчиков —јѕ– возникла цела€ отрасль, занимающа€с€ трансл€цией данных, и она развиваетс€ и растет последние дес€тилети€. —уществует группа компаний, включающа€ Datakit, Spatial и TechSoft3D, которые предлагают низкоуровневые программные компоненты дл€ пр€мого чтени€ и записи основных форматов файлов —јѕ–. Ѕольшинство разработчиков —јѕ– лицензируют эти компоненты дл€ того, чтобы реализовать в своих продуктах функции импорта и экспорта.

 роме этого, есть заметное количество компаний, которые используют эти компоненты дл€ создани€ отдельных приложений дл€ трансл€ции и проверки данных —јѕ–. —реди этих компаний — ITI TranscenData, Theorem Solutions, Elysium, Capvidia, TransMagic и Core Technologie. ¬озможно, вы удивитесь, что существуют так много таких компаний, ведь системы —јѕ– имеют свои функции импорта и экспорта. Ќо на это есть три причины: во-первых, не все программы —јѕ– могут импортировать и экспортировать все форматы файлов. ¬о-вторых, отдельные трансл€торы (как минимум, большинство из них) работают более качественно и надежно, чем встроенные средства импорта и экспорта. », в-третьих, компании, производ€щие отдельные трансл€торы, предлагают больше возможностей и автоматизации дл€ работы с задачами, возникающими у крупных авиакосмических и автомобилестроительных компаний.

„то изменилось в обмене данными?
«а последние годы изменений достаточно много. Ќесколько лет назад считалось, что резонно следовать стратегии работы только с одним поставщиком —јѕ–. Ќынче дл€ крупных компаний более характерно использовать различные —јѕ–. ќдин их поставщиков электроэнергетического оборудовани€ на промышленной конференции сообщил, что дл€ разработки комплектующих газовых турбин его смежники используют 11 различных программ —јѕ–.

—читалось, что использование различных способов параметризации в разных —јѕ– делает работу с их файлами проблематичной.

ƒаже —јѕ– от одного поставщика могут представл€ть данные разными способами. ƒл€ описани€ винглета в CATIA V4 требовалось 13 поверхностей, в CATIA V6 дл€ этого понадобилось уже 226 поверхностей.

Ќесколько лет назад инвесторы вложили более $40 млн. в Proficiency, компанию, котора€ намеревалась разрешить проблему трансл€ции данных с историей построени€. Ќо им этого не удалось, в конце концов, в 2009 компани€ была куплена компанией ITI TranscenData. Ћюди из ITI сообщили мне, что они теперь могут транслировать 95% данных с историей построени€. ѕожалуй, этого уже недостаточно по нынешним временам. ¬ насто€щее врем€ инструменты Proficiency обычно используютс€ при массовой миграции с одной —јѕ– на другую.

Ќеобходимость в трансл€ции данных с историй построени€ несколько см€гчилась с по€влением —јѕ– с продвинутыми возможност€ми пр€мого редактировани€ геометрии, такими как Solid Edge, Kubotek, SpaceClaim, IronCAD и Creo Direct. Ёти программы могут работать в сущности «мертвыми» данными —јѕ–. ¬ частности, они попул€рны дл€ создани€ предварительного концептуального дизайна или подготовки моделей дл€ использовани€ в системах CAE.

ƒруга€ тенденци€, затрагивающа€ трансл€цию данных —јѕ–, — использование информации о производстве издели€ (Product and Manufacturing Information, PMI) и цифрового определени€ продукта (model-based design, MBD). ќсновна€ иде€ MBD состоит в том, чтобы поместить всю информацию, необходимую дл€ изготовлени€ детали, непосредственно в ее 3D файл, чтобы избавитьс€ от использовани€ 2D чертежей.  рупные авиастроительные компании развивали эту концепцию в течение последнего дес€тилети€, но лишь год или два как она стала приобретать попул€рность вне аэрокосмической отрасли.

»спользование MBD вли€ет на трансл€цию данных —јѕ–, так как привносит еще один уровень сложности в 3D файлы —јѕ–. “еперь помимо трансл€ции геометрии, программы должны правильно обработать все аннотации. PMI чаще называют GD&T (√еометрические размеры и допуски — англ. Geometric Dimensioning and Tolerancing)или FT&A (Functional Tolerancing & Annotation, јвтоматизированный процесс проставлени€ геометрических размеров и допусков), в зависимости от того, с каким вендором —јѕ– вы имеете дело. ¬с€ эта функциональность описана в стандарте ANSI Y14.41.

ѕомимо добавлени€ еще одного уровн€ в 3D файлы —јѕ–, MBD иногда полностью измен€ет стиль работы пользователей с этими файлами. ¬ древние времена, в 20 веке, чертежи были официальными документами, описывающими дизайн. 3D модель использовалась лишь дл€ генерации чертежей, либо дл€ передачи кому-нибудь дл€ дальнейшей проработки. — внедрением MBD, именно 3D модель сама стала документом, описывающим дизайн.

Ќесколько типичных процессов, которые используют трехмерные данные. ћодель двигател€ MRAP CAT I A1 создана в компании SURVICE Metrology.

Ѕудете ли вы удивлены, обнаружив, что трансл€торы данных —јѕ– зачастую делают ошибки? ƒаже €кобы хорошие трансл€торы могут создавать экспортируемые файлы с дефектами или вносить ошибки при импорте. ¬ лучшем случае ошибки импорта будут видны невооруженным глазом, в этом случае их относительно легко исправить. ќднако слишком часто эти ошибки не так очевидны. ¬ некоторых случа€х файл может импортироватьс€ вроде бы успешно, но в последующем обнаружатс€ проблемы с сопр€жением поверхностей или подобными операци€ми.

¬полне типично, что файлы от более старых версий ѕќ —јѕ– будут иметь проблемы при работе с более поздними верси€ми. Ёто происходит даже с самыми дорогими программами.

¬ы должны провер€ть
ѕримен€ете ли вы MBD или нет, если вы используете 3D модели в дальнейшем процессе разработки, крайне важно быть уверенным, что данные, с которыми вы начали работать, сохранились корректными на более поздних этапах. —лишком накладно обнаружить, что транслированный файл содержит дефекты, после того как вы проработали с ним неделю. » еще более накладно обнаружить это после того как вы изготовили 150-килограммовую форму дл€ лить€ из пластмассы, использу€ такой файл.

ѕрограммы проверки данных —јѕ–, такие как CompareWorks компании Capvidia, могут найти ошибки, которые сама —јѕ– проигнорирует.

–ешением этой проблемы €вл€етс€ проверка данных. «начительное число компаний предлагает приложени€ дл€ проверки данных —јѕ–, отображающие разницу между геометрией в исходном файле и оттранслированным файлом. ¬ числе этих компаний — ITI TranscenData, Theorem Software, Elysium, TransMagic и Kubotek.  омпани€ Capvidia предлагает уникальную программу проверки данных CompareWorks, работающую внутри SolidWorks.

ѕроверка данных —јѕ– также важна дл€ архивного хранени€ данных. ¬ то врем€ как STEP — хороший формат дл€ архивировани€ данных —јѕ–, единственный способ убедитьс€, что вы создали корректный файл STEP — провести его проверку, сравнив с исходным файлом.

 омментариев: 23
id 9097     10 декабр€ 2012, 17:17
 “урта ¬.√.
¬ладимир!
ƒавайте не будем забывать, что конечный пользователь в –‘, это работник
 јѕ»“јЋ№Ќќ ќ“—“ј¬Ў≈√ќ ¬ –ј«¬»“»» –ќ——»…— ќ√ќ ћјЎ»Ќќ—“–ќ≈Ќ»я!
¬ разы уступающего всем своим конкурентам по ѕ“ в мире. ќн в принципе не способен восприн€ть никакую прорывную технологию, котора€ выходит за рамки его представлений о мировом уровне. “.е. надо готовитьс€ к войне
и плем€ заказывают лук и стрелы, или вынуждено покупать ружь€ у врага.
Ќо убедить людей племени заказать автомат невозможно! ѕлем€ просто не находитс€ на таком уровне развити€, чтобы пон€ть вообще, что такое автомат. ј вот кто может делать лук и стрелы, те получают заказы от племени и живут хорошо. Ќу до тех пор конечно, пока те что с ружь€ми не завоюют и не установ€т свои законы.
ƒавайте не будем продолжать. –абота идет. »дет замечательно. ѕредлагать автомат будет тем, кто делает ружь€.  
”же осознали. Ѕедный –огозин пусть продолжает призывать к технологи€м завтрашнего дн€, не понима€ в принципе, что это за технологии.
—колково выдавать гранты под распилы.
ѕравительство устраивать заседани€ посв€щенные модернизации экономики и повышени€ конкурентоспособности отечественных предпри€тий.
Ќу а € создавать уже действующую систему ѕромышленного »нтеллекта, способного выполн€ть работу технолога моментально.
 стати товарищам которым уж очень интересно узнать на каком уровне сейчас он находитс€, можно прислать мне макрос, который создаетс€ в процессе проектировани€ конструктором детали.
≈сли деталь требует 2,5 координатную обработку, состоит из отверстий, массивов отверстий, кругового и линейного, внутренних контуров, то
обратно получите, сгенерированную технологию, ”ѕ, картинку.
”ѕ пока будет без обработки внутренних контуров. Ќе дошел пока.
√енераци€ происходит моментально. ќднако мне надо будет включить другой ѕ , подождать пока он загрузитс€, получить результаты, скинуть все это на флэшку, и с дургого ѕ  отослать адресату.
¬ладимир! ѕришлите простенькую модельку типа фланца с контуром дл€ фрезеровки. » здесь выскажитесь.  
Ќо все таки прошу пока не отвлекать.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9098     10 декабр€ 2012, 17:34
 “урта ¬.√.
ѕросьба у мен€ внутренний контур создать не из примитивов и дуг,
а на основе пр€моугольника. ѕроект проходит сейчас основательную переработку. ѕуть ранее был выбран не совсем удачный. Ќу если такие сомнени€, так надо что то все таки показать. √отов. Ќо детали должны быть максимально просты. “ипа фланцев. Ќо на сколько € вы€снил в автомате за один клик и на такие не способна на подобное ни одна система.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9099     10 декабр€ 2012, 17:42
 ¬ладимир ћалюх

÷итата из “урта ¬.√., id 9097:

ѕлем€ просто не находитс€ на таком уровне развити€, чтобы пон€ть вообще, что такое автомат. ј вот кто может делать лук и стрелы, те получают заказы от племени и живут хорошо. Ќу до тех пор конечно, пока те что с ружь€ми не завоюют и не установ€т свои законы.



ƒл€ ———– эта аналоги€ как-то не выгл€дит убедительной.

÷итата из “урта ¬.√., id 9097:

ƒавайте не будем продолжать. –абота идет. »дет замечательно.



ѕро "не будем продолжать" - € вам об этом напр€мую писал уже много раз. Ќо вы упорно продолжаете совать свою агитку в любой топик, даже не относ€щийс€ к теме. ѕо-моему настала пора банить такие ваши сообщени€. ƒаже у мен€ терпение не бесконечное. “ак что - готовьтесь...

÷итата из “урта ¬.√., id 9098:

ѕросьба у мен€ внутренний контур создать не из примитивов и дуг,
а на основе пр€моугольника.



ѕро только пр€моугольник - тупикова€ иде€. Ѕез дуг и окружностей вам не обойтись никак. »наче люба€ галтель поставит ваш автомат в тупик.

÷итата из “урта ¬.√., id 9098:

надо что то все таки показать. √отов. Ќо детали должны быть максимально просты.



Ќе думаю, что это вызовет интерес. ¬о вс€ком случае, у мен€ - не вызовет..

÷итата из “урта ¬.√., id 9098:

Ќо на сколько € вы€снил в автомате за один клик и на такие не способна на подобное ни одна система.



Ќачинает и до вас доходить. ѕохвально.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9100     10 декабр€ 2012, 17:56
 “урта ¬.√.
–‘ это не ———–!
ƒалеко не ———–.

» люди задают вопросы. я отвечаю.

÷итата из ¬ладимир ћалюх, id 9099:
ѕро только пр€моугольник - тупикова€ иде€. Ѕез дуг и окружностей вам не обойтись никак. »наче люба€ галтель поставит ваш автомат в тупик.


ј кто отказываетс€ от дуг и окружностей? ѕросто идет работа и достигнут определенный этап.
Ѕаньте, если хотите. ≈сли репутацию журнала хотите угробить. Ќо не рассчитывайте на то, что то, что € делаю, будет лысенковщиной, или проектом ќстапа Ѕендера. √л€дишь и спокойно поработаю, не отвлека€сь.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9101     10 декабр€ 2012, 18:04
 ¬ладимир ћалюх

÷итата из “урта ¬.√., id 9100:

Ѕаньте, если хотите. ≈сли репутацию журнала хотите угробить



¬се, полагаю, это врем€ наступило. ѕисать про —јѕ– “ѕ в комментари€х к статье о трансл€ции данных - это хороший пример за что можно и нужно банить. —ледующие сообщени€ г-на “урты не по теме будут жестко банитьс€. я предупреждал.

ќтветить   ÷итировать выделенное

id 9102     10 декабр€ 2012, 18:15
 “урта ¬.√.
—пасибо!
ѕерейду в читатели ресурса.
ќн мне нравитс€. ƒа и реб€та в целом симпатичные.

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: ¬ы€снилось, что первое российское BIM-решение полного цикла по€вилось уже 11 лет назад
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

“ридцать друзей AutoCADа — ƒавид Ћевин (1 августа 2019)
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. © 2004-2019 √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.