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

19 €нвар€ 2018

ѕредставл€ем параметрическое моделирование 2.0

ƒжон ’ирштик

Jon Hirschtick

ƒ. Ћевин: —тандартна€ формула Ч Ђнет необходимости представл€ть автора этой статьи нашим читател€мї очень уместна в данном случае, когда автор Ч создатель SolidWorks, оп€ть же не нуждающейс€ в представлении системы, и Onshape Ч системы, объ€вленной решением нового поколени€. ¬сЄ же напомню сравнительно недавнее подробное народное интервью с ƒжоном ’ирштиком.

ќригинал статьи Ч Jon Hirschtick. INTRODUCING PARAMETRIC MODELING 2.0 Ч любезно согласилс€ перевести директор по технологи€м компании Ђ“оп —истемыї —ергей  озлов; он же сделал свой комментарий, который помещен в конце этой публикации.

2018-й год знаменует 30-ю годовщину по€влени€ параметрического моделировани€ в CAD системах (первое работающее решение, использующее механизмы параметризации, было впервые представлено компанией PTC в составе продукта Pro/ENGINEER в 1988 году). Ќаступивший год можно отметить как момент по€влени€ нового поколени€ технологий параметрического моделировани€, которое мы называем Ђѕараметрическое моделирование 2.0ї, включающего в себ€ все возможности предыдущего поколени€, а также расшир€ющего и улучшающего эти возможности по нескольким ключевым направлени€м.
Configurable Cylinder

¬кладом системы OnShape в параметрическое моделирование 2.0 стали новые возможности, представленные в статье Configurations and Standard Content. ќднако прежде, чем мы представим эти новые возможности, давайте вернЄмс€ и вкратце по€сним, почему 1988 год стал таким важным дл€ пользователей CAD систем.

Ќа самом базовом уровне основным преимуществом подхода, основанного на параметрическом моделировании, €вл€етс€ то, что дл€ инженеров стало возможным создание упор€доченного списка пон€тных операций моделировани€ (эскиз, выталкивание, фаска, оболочка и т.д.) и изменение этих операций при помощи редактировани€ значений размеров, редактировани€ исходных данных, изменени€ пор€дка или удалени€, в результате которого результирующа€ геометри€ обновл€етс€ автоматически. ѕараметрическое моделирование 1.0 сделало процесс твердотельного моделировани€ практически полезным и стало средством экономии огромного количества времени.

»спользование упор€доченного списка параметрических операций дл€ надлежащего моделировани€ деталей широко распространено и по сей день. ќднако этот механизм обладает р€дом недостатков Ђна границахї параметрического моделировани€. »нструменты, наиболее востребованные пользователем, не всегда работают хорошо. Ќекоторые инструменты пользователи также опасаютс€ примен€ть из-за их запутанности и ненадЄжности. Ёти слабые места про€вл€ютс€ при редактировании в контексте, одновременном проектировании нескольких деталей, при работе с пользовательскими операци€ми, при использовании конфигураций.

—амым запутанным из таких запутанных инструментов было редактирование деталей в контексте сборки. —тарый подход к параметрическому моделированию обещал мощные инструменты по разработке деталей в контексте сборки, но, к сожалению, во всех старых системах параметрического моделировани€ они никогда не работали достаточно хорошо. »зменение или перемещение деталей в сборке часто вызывало непредсказуемые изменени€ геометрии, ломающие модель данных CAD системы. Ёти проблемы про€вл€лись столь часто, что многие компании практически полностью отказались от использовани€ механизмов ссылок, создаваемых в контексте сборки!

“е же, кто по-прежнему рискуют, вскоре пожалеют об этом. ќдин инженер компании, занимающейс€ анализом радиации, недавно рассказал мне, как наблюдал за тем, как отверсти€ на задней панели сборочной модели Ђнеожиданно уплывали со своего местаї в последний раз, когда он пробовал использовать приЄмы моделировани€ в контексте сборки в своей старой параметрической CAD системе. Ќет необходимости говорить о том, проектируешь ли ты детектор радиации или шариковую ручку, модели в CAD системе не должны принимать решени€ самосто€тельно.

Ўесть причин, почему параметрическое моделирование 2.0 фундаментально лучше

¬се ключевые элементы параметрического моделировани€ 2.0 в каком-то виде существовали и в параметрическом моделировании 1.0. –азница в том, что они были в лучшем случае неуклюжими (как те ненадЄжные держатели дл€ стаканов на автомобильных окнах) и неприменимыми или даже опасными в худших случа€х (те же гироскутеры, которые в любой момент могут воспламенитьс€).

ѕараметрическое моделирование 2.0 за€вл€ет о значительных улучшени€х во многих област€х, таких как:

  1. ќдновременное моделирование множества деталей
  2.  онфигурации
  3. Ѕиблиотеки стандартных элементов
  4. ”правл€емое моделирование в контексте сборки
  5. »нструменты моделировани€ листового металла в разных представлени€х
  6. ѕользовательские операции
ƒавайте рассмотрим подробнее каждый из упом€нутых аспектов параметрического моделировани€ 2.0.

1. ќдновременное моделирование множества деталей

Ќе будем скрывать: одновременное создание нескольких деталей в старых CAD системах всегда было неким искусством. ƒа, это может быть сделано (в конечном счЄте), однако подходы к созданию многотельных деталей реально сложны и трудоЄмки.  огда вы создаЄте несколько деталей, вы вынуждены вести отдельное дерево операций дл€ каждой из них. ¬ы можете создавать единую деталь с несколькими телами, но реально вы не можете создать насто€щие отдельные детали, управл€емые единым параметрическим деревом операций. — первого взгл€да разница может показатьс€ небольшой, однако на практике она огромна. Onshape расширил возможности параметрического моделировани€ от одной детали до множества взаимосв€занных деталей, которые используютс€ независимо друг от друга в сборках, спецификаци€х и вертикальных приложени€х.

¬ системе Onshape не €вл€етс€ проблемой, если вы хотите просверлить отверстие сквозь две детали. »ли, например, если вы хотите выполнить скругление дл€ всех рЄбер пары деталей, то это можно сделать за одну операцию.

»спользу€ старую CAD систему, при выполнении операций с несколькими телами вам придЄтс€ это делать несколько раз. ≈сли вы хотите затем поместить эти детали в сборку и использовать их как независимые детали, вы не можете это делать напр€мую. ѕотому что в старой CAD системе деталь €вл€етс€ файлом. —оответственно, вам придЄтс€ создавать отдельный файл дл€ каждого из результирующих тел. ќборачиваетс€ это тем, что вы вынуждены управл€ть отдельными файлами дл€ каждой из деталей в составе сборки.

¬ системе Onshape при использовании модул€ Multi-part Part Studios все детали, имеющие отношение друг к другу, могут разрабатыватьс€ в одном месте, что в данном случае наиболее естественно. Ёто позвол€ет использовать единое дерево операций с целью надЄжного управлени€ взаимосв€з€ми между множеством деталей, обеспечива€ при этом реальное моделирование по технологии Ђсверху внизї. ќпредел€€ общие операции и их вли€ние одновременно на несколько деталей, вы можете быть уверенными, что результаты изменени€ ваших моделей будут предсказуемыми и устойчивыми.

 ак вывод Ц моделирование одновременно нескольких деталей теперь даЄт гораздо более качественные результаты.

2.  онфигурации

ћеханизм конфигураций €вл€етс€ способом создани€ семейств параметрических моделей, использующим различные наборы параметров и их опций, которые могут быстро переключатьс€. ѕростым примером могла бы быть конфигураци€ телефона в двух размерах: Ђѕлюсї и Ђќбычныйї.

—тарые CAD системы требуют, чтобы все опции конфигураций были представлены в одной таблице, в которой присутствуют строки дл€ всех возможны перестановок параметров, что в некоторых случа€х может приводить к по€влению тыс€ч строк в одной таблице. ѕо мере того как конфигурации станов€тс€ более сложными из-за большего числа опций, таблица начинает расти экспоненциально. Ёто приводит к тому, что еЄ невозможно пон€ть, ею невозможно управл€ть, а также в ней становитс€ невозможным исправл€ть ошибки.

ѕодход Onshape состоит в том, чтобы пользовател€м было удобно создавать и использовать конфигурации моделей, которые часто нужны современному инженеру. ƒл€ этого Onshape позвол€ет разрабатывать сложные семейства деталей, создава€ небольшие отдельные таблицы дл€ каждого из независимых наборов опций конфигурации. Ёто значительно сокращает общее число необходимых строк и €чеек таблиц. √игантские таблицы теперь больше не нужны. ƒл€ примера, в старой CAD системе проста€ скоба с 5-ю значени€ми длин, 5-ю значени€ми высот и 5 способами размещени€ отверстий дл€ управлени€ моделью должна содержать таблицу из 375 €чеек, содержащихс€ в непон€тным образом подключаемом файле формата Excel. ¬ Onshape дл€ управлени€ теми же конфигураци€ми необходимы 3 таблицы, в каждой из которых имеетс€ по 5 €чеек. » эти таблицы редактируютс€ в интуитивно пон€тном дл€ пользовател€ интерфейсе.

¬торым серьЄзным отличием €вл€етс€ то, что именно вы можете конфигурировать. ѕри помощи старой CAD системы конфигурированию подлежат только некоторые параметры, такие как определЄнные значени€ размеров и подавление операций. »спользу€ параметрическое моделирование 2.0, вы можете конфигурировать практически всЄ, включа€ такие вещи, как произвольные (не табличные) значени€ и даже наборы исходных элементов операций.

“ретье существенное отличие про€вл€етс€ при вставке деталей в сборки. ¬ старой CAD системе пользователи вынуждены искать нужную комбинацию параметров в составе длинного списка строк, в которых не видно значений опций, соответствующих конфигураци€м. ¬ Onshape пользователю показываетс€ пон€тное и простое меню, предлагающее выбрать именно значени€ опций конфигураций, что обеспечивает простоту поиска пользователем требуемой комбинации.

3. Ѕиблиотеки стандартных элементов

¬ старой CAD системе мы имеем дело с дополнительными программными модул€ми, обеспечивающими поддержку работы со стандартным крепежом, что €вл€етс€ источником двух проблем дл€ пользователей. ѕерва€ проблема заключаетс€ в том, что работа с крепежом обеспечивает очень ограниченную автоматизацию по соединению элементов друг с другом при использовании в составе сборки, при использовании в комбинации с другим крепежом, и т. д.

¬ Onshape каждый элемент крепежа содержит встроенный коннектор, обеспечивающий более упор€доченное расположение стандартных изделий и упрощающий его позиционирование. Onshape обеспечивает управление соединением крепЄжных элементов.

¬ы можете легко создавать Ђпакетыї крепЄжных элементов, такие, например, как болт-шайба-шайба-гайка в любом пор€дке, какой вам нужен. ≈сли вы добавл€ете любой новый элемент крепежа между другими, остальные элементы раздвигаютс€ без необходимости ручного удалени€, добавлени€ или проверки их соответстви€.

—тандартные издели€ доступны дл€ выбора непосредственно в стандартном диалоге вставки компонента сборки системы Onshape. “аким образом, вам не нужно их искать, загружать, провер€ть доступность лицензии и т.д. ¬ам также не придЄтс€ управл€ть этими библиотеками Ц они уже есть и готовы к использованию тогда, когда вам это нужно.  роме этого, вы можете добавить в библиотеку стандартные издели€ своей компании.

¬ св€зи с тем, что во многих старых параметрических CAD системах библиотеки стандартного крепежа реализованы в виде дополнительных программных модулей, коллеги и поставщики часто встречаютс€ с проблемами при работе со сборками, содержащими эти стандартные элементы. ѕричины заключаютс€ в следующем: либо у них нет кода лицензии, необходимого дл€ работы данного программного модул€, либо копии этого модул€ на различных рабочих местах имеют различные метаданные.

—тандартные элементы теперь очень легко позиционируютс€ в сборке, а также легко распростран€ютс€ среди всех членов команды разработчиков.

4. ”правл€емое моделирование в контексте сборки

Ѕольшинство CAD систем предлагают пользовател€м возможность добавлени€ отношений между детал€ми в контексте сборки, при использовании которых изменени€ одной детали привод€т к изменению другой.   сожалению, изменение деталей, созданных в контексте сборки, или их родительских сборок в старых CAD системах, основанных на файлах, приводит к тому, что часто ошибочно мен€ютс€ какие-то другие детали, причЄм достаточно непредсказуемым образом.

“акие досадные несоответстви€ происход€т довольно часто по причине того, что множество отношений хранитс€ раздельно в файлах, и, следовательно, усложн€етс€ процесс ручного управлени€ этими отношени€ми. ƒаже простое перемещение элементов механизма может привести к неверному изменению формы его деталей.

–азработчики абсолютно беспомощны в этой ситуации, у них отсутствуют средства управлени€ процессом обновлени€ таких сложных отношений: иногда они пересчитываютс€ при обновлении деталей, иногда при обновлении сборки, иногда в тех случа€х, когда была изменена деталь, котора€, казалось бы, не имеет к этому никакого отношени€. ѕричЄм она была сохранена когда-то ранее.

ћногие компании, использующие старые CAD системы, в насто€щий момент полностью отказались от методики задани€ отношений между элементами модели в контексте сборки в св€зи с непредсказуемостью результатов. Ќекоторые инструменты старых CAD систем даже имеют настройки, управл€емые пользователем, которые позвол€ют блокировать создание таких отношений.

»спользу€ собственную уникальную архитектуру базы данных, нова€ система Onshape решила все эти проблемы. ѕри использовании инструмента Ђ”правл€емое редактирование в контексте сборкиї системы Onshape модели обновл€ютс€ всегда, предсказуемо и управл€емо, в отличие от механизма Ђисторических снимковї сборочной модели.

 роме этого, перемещение элементов более не вли€ет на отношени€, устанавливаемые в контексте сборки. “еперь вы можете использовать сразу несколько различных контекстов сборки с целью редактировани€ единичной детали или набора деталей, а также измен€ть контекст сборки, если это необходимо. » запомните, даже в том случае, если вы совершили ошибку, Onshape всегда позволит вам перейти назад, в предыдущее состо€ние модели, чего не позволит сделать никака€ друга€ CAD система.

», наконец, вы можете снова безопасно пользоватьс€ механизмом задани€ отношений в контексте сборки.

5. »нструменты моделировани€ листового металла в разных представлени€х

¬ отличие от старых CAD систем, рассчитывающих ЂсвЄрнутоеї и ЂразвЄрнутоеї (плоское) представлени€ моделей из листового металла в трЄх отдельных несинхронизированных видах, Onshape рассчитывает и отображает все представлени€ одновременно.  огда вы редактируете модель в одном виде, остальные виды синхронизируютс€ автоматически, использу€ надЄжную облачную архитектуру Onshape. ¬озможность видеть р€дом модель в согнутом и разогнутом видах позвол€ет вам сразу увидеть ошибки и коллизии.

¬озможность редактировани€ листовой модели в табличном виде позвол€ет разработчику или даже человеку, занимающемус€ производством, быстро мен€ть такие вещи, как радиусы сгибани€, их пор€док или даже превращать сгибы в разрезы и наоборот.  огда вы измен€ете значени€ в таблице, вы мгновенно видите изменени€ в обоих видах. —тарые CAD системы требуют трудоЄмких откатов, подавлений, удалений или создани€ новых операций дл€ того, чтобы выполнить аналогичные изменени€ и увидеть их вли€ние на результат.

6. ѕользовательские операции

¬ы когда-нибудь мечтали о том, чтобы изменить поведение операций моделировани€ своей CAD системы? ¬се старые CAD системы предлагают использовать некоторые €зыки макропрограммировани€ или программный интерфейс (API) с целью разработки пользовательских операций моделировани€, однако они всегда получаютс€ не столь эффективными, какими €вл€ютс€ операции, встроенные в систему.

¬ состав Onshape входит €зык программировани€ УFeatureScriptФ, который используетс€ дл€ создани€ всех собственных встроенных операций моделировани€ системы, например операции Ђ¬ыталкиваниеї (Ђ¬ыдавливаниеї, ЂЅобышкаї, прим. переводчика). Ётот €зык программировани€ обеспечивает дл€ любого пользовател€ возможность создани€ собственных операций моделировани€, которые будут вести себ€ аналогично встроенным операци€м системы и будут обслуживатьс€ Ђкак пассажиры первого классаї. язык позвол€ет быть операци€м Ђинтеллектуальнымиї, обеспечива€ понимание окружени€ и выполн€емых изменений модели, и того, что геометри€ измен€етс€ в соответствии с поставленной задачей. FeatureScript позвол€ет легко создать надЄжные прикладные операции моделировани€, которых нет в стандартных CAD системах.

 ак сказал один из наших заказчиков, разработчик роскошной корпусной мебели: Ђћы практически программируем свою собственную CAD систему, специализирующуюс€ на решении задач, возникающих при разработке корпусной мебели. ќсновной ценностью нашей компании €вл€етс€ то, что мы разрабатываем свои собственные системы вместо того, чтобы привлекать консультантов, которые будут разрабатывать решени€ дл€ нас. “от факт, что мы можем писать код и разрабатывать издели€ при помощи Onshape, делает данное решение действительно ценным дл€ насї.

“ак же, как другие компании делают параметрические модели специально дл€ вас, FeatureScript обеспечивает возможность создани€ специфических операций моделировани€ специально дл€ вашей работы. Ёто и есть параметрическое моделирование 2.0.

ƒо по€влени€ Onshape единственным способом создани€ новой встроенной операции моделировани€ в вашей CAD системе было написать запрос компании разработчику и ждать решени€ мес€цами, годами или бесконечно, до тех пор, пока ваша мечта сбудетс€. ѕри помощи FeatureScript вы можете создать встроенные операции CAD системы оперативно, и поделитьс€ ими с любым, с кем пожелаете.

Ѕлагодарности

ѕовторюсь, Onshape не изобрЄл параметрическое моделирование, но мы фундаментально улучшили его. » нам нравитс€ иде€, состо€ща€ в том, что вы сможете положитьс€ на конструкцию гироскутера и сможете сконцентрироватьс€ на своей технике балансировки. » вам не придЄтс€ беспокоитьс€, что ваш гироскутер взорвЄтс€. јналогично этому, если вы хотите создать одновременно несколько деталей с одной параметрической историей или добавить отношени€ между детал€ми в контексте сборки, вам не придЄтс€ беспокоитьс€ за то, что ваша сборка взорвЄтс€ аналогичным образом.

я посв€тил всю мою карьеру улучшению технологии CAD систем, и € горжусь ролью системы Onshape в модернизации технологий моделировани€, которые позвол€ют вам делать свою работу лучше. ѕриношу свою благодарность всем пользовател€м, кто поделилс€ своими неверо€тными иде€ми и отзывами, которые помогли нам развить каждый из аспектов параметрического моделировани€ 2.0


***

 омментарий —ерге€  озлова
—ергей  озлов я знаком с ƒжоном довольно давно лично. ћы несколько раз подробно обсуждали вопросы, св€занные с разработкой такого сложного программного обеспечени€, как параметрическа€ CAD система. Ётому поспособствовала очень открыта€ и дружественна€ атмосфера конференции COFES, в которой мне удалось поучаствовать уже неоднократно. ƒжон, кстати, не пропускает это меропри€тие.

ѕо сути, мы делаем очень схожую работу. ќн в своей системе, € в своей.  огда ƒавид предложил мне перевести эту статью, € поначалу отнЄсс€ к этому довольно скептически. ¬едь € должен написать про конкурирующий продукт! Ќо в результате счЄл это очень интересным, как дл€ своего собственного развити€, так и дл€ того, чтобы получить возможность высказать собственную оценку как в целом системе Onshape, так и объ€вленному переходу технологий параметрического моделировани€ на новый уровень.

ѕродукт Onshape, по моему мнению, €вл€етс€ инновационным и очень интересным. ѕо сути, это единственна€ на данный момент реально облачна€ система. Ёто даЄт ей р€д преимуществ перед традиционными настольными CAD системами (кроме очевидных преимуществ возможности работы на любом рабочем месте и в любой ќ—, включа€ мобильные).   ним относ€тс€ транзакционные механизмы сохранени€ данных, надЄжность хранени€, возможность отката рабочей модели на любую версию, возможности организации коллективной работы, отсутствие необходимости обновлени€ версий системы и р€д других. ≈сть и очевидные недостатки. Ќапример, это невозможность развЄртывани€ в корпоративном облаке, из-за чего система, по пон€тным причинам, не будет в ближайшее врем€ широко распространена в нашей стране.

ѕользу€сь возможностью, хочетс€ отметить, что, объ€вл€€ о начале новой эры параметрического моделировани€, ƒжон перечислил в составе ключевых признаков еЄ прихода некоторые возможности, которые уже давно присутствуют в моей CAD системе, и дл€ себ€ € делаю вывод, что эта нова€ эра началась несколько раньше.   таким возможност€м можно отнести отсутствие прив€зки к таблицам, управл€ющим конфигураци€ми, свобода задани€ комбинаций параметров (и не только табличным способом), открытые библиотеки параметрических стандартных элементов, функциональность по использованию адаптивной геометрии и проектированию сверху вниз.

¬ то же врем€ некоторые из возможностей, о которых автор пишет в своей статье, €вл€ютс€ крайне важными и дл€ нас как разработчиков отечественной параметрической CAD, и дл€ разработчиков конкурирующих продуктов. ¬ частности, это касаетс€ механизмов проектировани€ сборок сверху вниз с использованием взаимосв€зей между детал€ми (а они могут быть реально полноценными только при использовании клиент-серверной архитектуры), одновременного проектировани€ нескольких деталей и корректного их обновлени€, пользовательских операций. ¬се эти темы €вл€ютс€ актуальными сейчас и будут оставатьс€ таковыми в ближайшем будущем.


„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.