Для чего применяются субд и сапр: САПР | это… Что такое САПР?

Содержание

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Системы автоматизированного проектирования (САПР) РЭС

< Лекция 21 || Лекция 7: 12

Аннотация: В лекции приводятся основные определения, назначение и принципы систем автоматизированного проектирования (САПР). Даются сущность и схема функционирования САПР. Показано место САПР РЭС среди других автоматизированных систем. Рассматриваются структура и разновидности САПР.

Ключевые слова: ПО, САПР, проектная организация, автоматизация, работ, очередь, опыт, проектная операция, объект автоматизации проектирования, объект проектирования, технологический процесс, операции, средства автоматизации, эскизный проект, процесс управления, компоновка, интерактивный режим, мощность, имитационное моделирование, Макетирование, критерий эффективности, АСУТП, связность, информационное согласование, технические характеристики, контроль, ветвь, интегральная схема, страта, MCAD, CAE, CAD, CAM, software, hardware, конструирование, ACI, логическое проектирование, VHDL-T, MathCAD, функциональная схема, топология, проектная процедура, проектирующие подсистемы, обслуживающие подсистемы, аппаратные средства, периферийное устройство, линия связи, математическое обеспечение, этап жизненного цикла, технологическая подготовка производства, минимизация, удобство эксплуатации, автоматизированная система, АС, координация, component, supplier, SCM, ERP, MRP, MES, покупатель, e-crm, t-commerce, управление данными, PDM

intuit.ru/2010/edi”>Основное назначение лекции – показать сущность процесса проектирования РЭС, основные принципы проектирования. Особенное внимание уделяется системному подходу к проектированию конструкции и технологии производства РЭС.

7.1. Определение, назначение, цель

По определению САПР – это организационно-техническая система, состоящая из совокупности комплекса средств автоматизации проектирования и коллектива специалистов подразделений проектной организации, выполняющая автоматизированное проектирование объекта, которое является результатом деятельности проектной организации.

Из этого определения следует, что САПР – это не средство автоматизации, а система деятельности людей по проектированию объектов. Поэтому автоматизация проектирования как научно-техническая дисциплина отличается от обычного использования ЭВМ в процессах проектирования тем, что в ней рассматриваются вопросы построения системы, а не совокупность отдельных задач. Эта дисциплина является методологической, поскольку она обобщает черты, являющиеся общими для разных конкретных приложений.

Идеальная схема функционирования САПР представлена на рис. 7.1.

Эта схема идеальна в смысле полного соответствия формулировке согласно существующим стандартам и несоответствия реально действующим системам, в которых далеко не все проектные работы выполняются с помощью средств автоматизации и не все проектировщики пользуются этими средствами.

Рис. 7.1. Схема функционирования САПР; КСА – комплекс технических средств

Проектировщики, как следует из определения, относятся к САПР. Это утверждение вполне правомерно, т. к. САПР – это система автоматизированного, а не автоматического проектирования. Это значит, что часть операций проектирования может и всегда будет выполняться человеком.

При этом в более совершенных системах доля работ, выполняемых человеком, будет меньше, но содержание этих работ будет более творческим, а роль человека в большинстве случаев – более ответственной.

Из определения САПР следует, что целью ее функционирования является проектирование. Как уже было сказано, проектирование – это процесс переработки информации, приводящий, в конечном счете, к получению полного представления о проектируемом объекте и способах его изготовления.

В практике неавтоматизированного проектирования полное описание проектируемого объекта и способов его изготовления содержит проект изделия и техническую документацию. Для условия автоматизированного проектирования еще не узаконено название конечного продукта проектирования, содержащего данные об объекте, и технологии его создания. На практике его называют по-прежнему “проектом”.

Проектирование – это один из наиболее сложных видов интеллектуальной работы, выполняемой человеком. Более того, процесс проектирования сложных объектов не под силу одному человеку и выполняется творческим коллективом. Это, в свою очередь, делает процесс проектирования еще более сложным и трудно поддающимся формализации. Для автоматизации такого процесса необходимо четко знать, что в действительности он собой представляет и как выполняется разработчиками. Опыт свидетельствует, что изучение процессов проектирования и их формализация давались специалистам с большим трудом, поэтому автоматизация проектирования всюду осуществлялась поэтапно, охватывая последовательно все новые проектные операции. Соответственно, поэтапно создавались новые и совершенствовались старые системы. Чем на большее число частей разбита система, тем труднее правильно сформулировать исходные данные для каждой части, но тем легче провести оптимизацию.

Объектом автоматизации проектирования являются работы, действия человека, которые он выполняет в процессе проектирования. А то, что проектируют, называют объектом проектирования.

Человек может проектировать дом, машину, технологический процесс, промышленное изделие. Такие же объекты призвана проектировать САПР. При этом разделяют САПР изделия (САПР И) и САПР технологических процессов (САПР ТП).

Следовательно, объекты проектирования не являются объектами автоматизации проектирования. В производственной практике объектом автоматизации проектирования является вся совокупность действий проектировщиков, разрабатывающих изделие или технологический процесс, или то и другое, и оформляющих результаты разработок в виде конструкторской, технологической и эксплуатационной документаций.

Разделив весь процесс проектирования на этапы и операции, можно описать их с помощью определенных математических методов и определить инструментальные средства для их автоматизации. Затем необходимо рассмотреть выделенные проектные операции и средства автоматизации в комплексе и найти способы сопряжения их в единую систему, отвечающую поставленным целям.

При проектировании сложного объекта различные проектные операции многократно повторяются. Это связано с тем, что проектирование представляет собой закономерно развивающийся процесс. Начинается он с выработки общей концепции проектируемого объекта, на ее основе – эскизного проекта. Далее приближенные решения (прикидки) эскизного проекта уточняются на всех последующих стадиях проектирования. В целом такой процесс можно представить в виде спирали. На нижнем витке спирали находится концепция проектируемого объекта, на верхнем – окончательные данные о спроектированном объекте. На каждом витке спирали выполняют, с точки зрения технологии обработки информации, идентичные операции, но в увеличивающем объеме. Следовательно, инструментальные средства автоматизации повторяющихся операций могут быть одни и те же.

Практически решить в полном объеме задачу формализации всего процесса проектирования очень сложно, однако если будет автоматизирована хотя бы часть проектных операций, это себя все равно оправдает, т. к. позволит в дальнейшем развивать созданную САПР на основе более совершенных технических решений и с меньшими затратами ресурсов.

В целом, для всех этапов проектирования изделий и технологии их изготовления можно выделить следующие основные виды типовых операций обработки информации:

поиск и выбор из всевозможных источников нужной информации;
анализ выбранной информации;
выполнение расчетов;
принятие проектных решений;
оформление проектных решений в виде, удобном для дальнейшего использования (на последующих стадиях проектирования, при изготовлении или эксплуатации изделия).

Автоматизация перечисленных операций обработки информации и процессов управления использованием информации на всех стадиях проектирования составляет сущность функционирования современных САПР

Каковы основные черты систем автоматизированного проектирования и их принципиальные отличия от “позадачных” методов автоматизации?

Первой характерной особенностью является возможность комплексного решения общей задачи проектирования, установления тесной связи между частными задачами, т. е. возможность интенсивного обмена информацией и взаимодействие не только отдельных процедур, но и этапов проектирования. Например, применительно к техническому (конструкторскому) этапу проектирования САПР РЭС позволяет решать задачи компоновки, размещения и трассировки в тесной взаимосвязи, которая должна быть заложена в технических и программных средствах системы.

Применительно к системам более высокого уровня можно говорить об установлении тесной информационной связи между схемотехническим и техническим этапами проектирования. Такие системы позволяют создавать радиоэлектронные средства, более эффективные с точки зрения комплекса функциональных и конструкторско-технологических требований.

Вторым отличием САПР РЭС является интерактивный режим проектирования, при котором осуществляется непрерывный процесс диалога “человек-машина”. Сколь ни сложны и изощренны формальные методы проектирования, сколь ни велика мощность вычислительных средств, невозможно создать сложную аппаратуру без творческого участия человека. Системы автоматизации проектирования по своему замыслу должны не заменять конструктора, а выступать мощным инструментом его творческой деятельности.

Третья особенность САПР РЭС заключается в возможности имитационного моделирования радиоэлектронных систем в условиях работы, близких к реальным. Имитационное моделирование дает возможность предвидеть реакцию проектируемого объекта на самые различные возмущения, позволяет конструктору “видеть” плоды своего труда в действии без макетирования. Ценность этой особенности САПР заключается в том, что в большинстве случаев крайне трудно сформулировать системный критерий эффективности РЭС.

Эффективность связана с большим

числом требований различного характера и зависит от большого числа параметров РЭС и внешних факторов. Поэтому в сложных задачах проектирования практически невозможно формализовать процедуру поиска, оптимального по критерию комплексной эффективности решения. Имитационное моделирование позволяет провести испытания различных вариантов решения и выбрать лучший, причем сделать это быстро и учесть всевозможные факторы и возмущения.

Четвертая особенность заключается в значительном усложнении программного и информационного обеспечения проектирования. Речь идет не только о количественном, объемном увеличении, но и об идеологическом усложнении, которое связано с необходимостью создания языков общения проектировщика и ЭВМ, развитых банков данных, программ информационного обмена между составными частями системы, программ проектирования. В результате проектирования создаются новые, более совершенные РЭС, отличающиеся от своих аналогов и прототипов более высокой эффективностью за счет использования новых физических явлений и принципов функционирования, более совершенной элементной базы и структуры, улучшенных конструкций и прогрессивных технологических процессов.

7. 2. Принципы создания САПР конструкции и технологии

При создании САПР руководствуются следующими общесистемными принципами.

Принцип включения состоит в том, что требования к созданию, функционированию и развитию САПР определяются со стороны более сложной системы, включающей в себя САПР в качестве подсистемы. Такой сложной системой может быть, например, комплексная система АСНИ – САПР – АСУТП предприятия, САПР отрасли и т. п.
Принцип системного единства предусматривает обеспечение целостности САПР за счет связи между ее подсистемами и функционирования подсистемы управления САПР.
Принцип комплексности требует связности проектирования отдельных элементов и всего объекта в целом на всех стадиях проектирования.
Принцип информационного единства предопределяет информационную согласованность отдельных подсистем и компонентов САПР. Это означает, что в средствах обеспечения компонентов САПР должны использоваться единые термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки программирования и способы представления информации, которые обычно устанавливаются соответствующими нормативными документами. Принцип информационного единства предусматривает, в частности, размещение всех файлов, используемых многократно при проектировании различных объектов, в банках данных. За счет информационного единства результаты решения одной задачи в САПР без какой-либо перекомпоновки или переработки полученных массивов данных могут быть использованы в качестве исходной информации для других задач проектирования.
Принцип совместимости состоит в том, что языки, коды, информационные и технические характеристики структурных связей между подсистемами и компонентами САПР должны быть согласованы так, чтобы обеспечить совместное функционирование всех подсистем и сохранить открытую структуру САПР в целом. Так, введение каких-либо новых технических или программных средств в САПР не должно приводить к каким-либо изменениям уже эксплуатируемых средств.
Принцип инвариантности предусматривает, что подсистемы и компоненты САПР должны быть, по возможности, универсальными или типовыми, т. е. инвариантными к проектируемым объектам и отраслевой специфике. Применительно ко всем компонентам САПР это, конечно, невозможно. Однако многие компоненты, например, программы оптимизации, обработки массивов данных и другие, могут быть сделаны одинаковыми для разных технических объектов.
Принцип развития требует, чтобы в САПР предусматривалось наращивание и совершенствование компонентов и связей между ними. При модернизации подсистемы САПР допускается частичная замена компонентов, входящих в подсистему, с изданием соответствующей документации.

Приведенные общесистемные принципы являются чрезвычайно важными на этапе разработки САПР. Контроль над их соблюдением обычно осуществляет специальная служба САПР предприятия.

Сущность процесса проектирования РЭС заключается в разработке конструкций и технологических процессов производства новых радиоэлектронных средств, которые должны с минимальными затратами и максимальной эффективностью выполнять предписанные им функции в требуемых условиях.

В результате проектирования создаются новые, более совершенные РЭС, отличающиеся от своих аналогов и прототипов более высокой эффективностью за счет использования новых физических явлений и принципов.

Дальше >>

< Лекция 21 || Лекция 7: 12

Система ведения конструкторско-технологических баз данных IMBASE

Николай Кожемякин

Выбор архитектуры

Интерфейс программы

Организация базы данных

Компьютеры значительно облегчают нашу жизнь, но чем больше мы требуем от ПК, тем сложнее создать ему «условия для работы». Сегодня каждый квалифицированный инженер знает, что такое базы данных и для чего они применяются.

Система IMBASE, созданная в НПП «ИНТЕРМЕХ», специально предназначена для хранения и использования информации, необходимой для работы конструктора и технолога. Крепеж, инструмент, заготовки, основные и вспомогательные материалы и многое другое из того, что применяется в процессе проектирования, можно с легкостью ввести в базу данных IMBASE, после чего эти данные станут доступны для различных программ. Не изменив своей политике поставлять законченные решения, компания «ИНТЕРМЕХ» не только разработала удобный инструмент для ведения баз данных, но и поставляет вместе с IMBASE широкий набор стандартных изделий и материалов (более 700 ГОСТов). Иерархическая структура данных IMBASE, а также возможность ведения составных индексов позволяет быстро находить и использовать нужные данные. IMBASE на самом деле не является СУБД, а представляет собой связующее звено между СУБД и пользователем.

Выбор архитектуры

В первой версии IMBASE для хранения данных использовался оригинальный формат файлов, позволяющий до минимума сократить размер таблиц, что в то время было очень важно в связи с ограниченными ресурсами компьютерной техники у конечных пользователей. К тому же развертывание сети даже на крупном предприятии было делом дорогостоящим.

Но время идет, и все меняется. Резкий рост производительности компьютеров и соответствующее снижение цен на них привело к тому, что мощные ПК стали по карману всем предприятиям, сетевая плата уже является неотъемлемой частью любого компьютера, а всякая уважающая себя компания обзавелась сетью. Все эти причины и объективные условия и определили новую стратегию развития продукта.

Вопрос о переводе IMBASE на платформу SQL-сервера не вызывал никакого сомнения. Основное внимание было уделено выбору такой архитектуры приложения, которая, с одной стороны, обеспечила бы надежную и бесперебойную работу большого количества пользователей, а с другой при высокой загрузке сети не вызывала бы у них раздражения, связанного с неизбежными в таком случае задержками на отклик системы.

Главное окно IMBASE на фоне проводника Windows

В прессе уже давно обсуждается архитектура приложений, реализованных на сервере. Причем на сервере предлагается хранить не только данные, но и бизнес-правила, определяющие целостность и правила хранения и обработки этих данных. Поскольку компании обычно склонны рассматривать затраты на покупку сервера баз данных как инвестиции в инфраструктуру, они охотнее будут приобретать аппаратуру и программное обеспечение, которые гарантируют оптимальную работу сервера. Еще совсем недавно в том случае, если реализация бизнес-правил на сервере сильно снижала его быстродействие, предприятие скорее соглашалось приобрести дополнительные ресурсы для решения этой проблемы, чем купить высокопроизводительные рабочие места для пользователей, даже если стоимость сервера превышала стоимость всех компьютеров пользователей. Но в последнее время ситуация с рабочими местами пользователей, особенно в области САПР, стала очень быстро меняться. Помогли в этом и Microsoft с Intel: Microsoft выпускает свои продукты с повышенными запросами к быстродействию, а Intel производит новые модели процессоров, которые эти потребности удовлетворяют. Тут ничего не поделаешь бизнес есть бизнес. В этой ситуации возникает справедливый вопрос: почему при обработке данных за всё должен отвечать сервер, который к тому же иногда слабее некоторых рабочих станций?

Главное окно IMBASE

Мастер создания новой таблицы

Проанализировав все эти тенденции развития, разработчики IMBASE выбрали в качестве архитектуры системы модель с «толстым клиентом». Суть этой модели обработки данных сводится к тому, что рабочая станция получает от сервера, на котором выполняется СУБД, например Oracle или InterBase, «сырые» данные и производит их обработку уже непосредственно на рабочей станции. Часть данных после обработки сохраняется на рабочей станции, и если пользователю понадобилось выбрать из базы какой-нибудь объект, уже полученный от сервера, то в первую очередь проверяется, изменялся ли этот объект на сервере. Если нет то используется локальная копия данных.

В качестве базовой СУБД был выбран сервер базы данных InterBase одноименной фирмы, известный в России под названием IBDataBase. Такое решение было принято как минимум по трем причинам, хотя на самом деле их гораздо больше. Это, во-первых, небольшой объем инсталляции сервера. Во-вторых, простота инсталляции, которая сводится к вводу кода авторизации и выбора папки, где будет находиться сервер. После перезагрузки компьютера сервер начинает работать. Все!!! Больше ничего делать не нужно. Думаю, те, кто устанавливал Oracle или Sybase, понимают, что это значит. И в-третьих, что немаловажно, сервер InterBase в том же объеме работает на локальном компьютере в качестве локального сервера.

Как показала практика, СУБД InterBase обеспечивает достаточную производительность при количестве пользователей до 80. Для корпоративных заказчиков, которые планируют применять большее число одновременно работающих станций, НПП «ИНТЕРМЕХ» рекомендует в качестве сервера СУБД использовать Oracle или MS SQL.

Интерфейс программы

Со временем техника и программное обеспечение становятся все мощнее, повышается квалификация, а следовательно, и запросы пользователей. Если раньше их интересовали только функциональные возможности программ, то сейчас при выборе программного обеспечения большое внимание уделяется удобству интерфейса и простоте освоения.

Иерархическое представление каталога технологической оснастки

Редактирование макроподстановки для составного поля

При разработке интерфейса мы в первую очередь постарались максимально скрыть от пользователя все тонкости работы с базой данных за привычным интерфейсом проводника Windows, то есть наиболее часто используемой программы: то же дерево в левой части окна, тот же список файлов и папок в правой его части, те же кнопки на панели инструментов. В IMBASE пользователь будет работать в привычной для него среде.

Если провести аналогию с файловой системой компьютера, то каталоги IMBASE соответствуют логическим дискам, иерархия представляет собой набор папок с неограниченным уровнем вложенности, а таблицы соответствуют файлам. От других систем управления данными IMBASE отличают:

• удобный и привычный интерфейс. При создании интерфейса особое внимание уделялось удобству пользования системой и реализации всех тех возможностей, к которым пользователь привык, работая в Windows. Это контекстно-зависимые меню, перетаскивание при помощи мыши, работа с буфером обмена и многое другое;

• мастера. При выполнении сложных действий, например при создании новых таблиц, можно прибегнуть к помощи мастеров, которые в пошаговом режиме проводят по нужному пути и не дают ошибиться;

• естественное представление иерархических структур. Специальная организация данных и форма визуального представления позволяют отображать данные в виде иерархической структуры и ускоряют поиск нужной информации;

• создание составных полей. Данные в полях могут включать ссылки на данные из других полей. Это позволяет генерировать поля из значений других полей. Например, можно одновременно использовать поля «Диаметр» и «Длина» в расчетных программах и для формирования поля «Обозначение». При изменении формы записи поля «Наименование» достаточно переопределить правило его формирования, не меняя данные в составляющих полях;

• вычисляемые поля. Больше нет необходимости пользоваться калькулятором, чтобы вычислить данные, которые зависят от других полей таблицы, например объем изделия. Нужно просто сделать соответствующее поле вычисляемым по формуле, например: ширина Ѕ высота Ѕ длина. Все вычисления система выполнит сама;

• графические изображения . Все элементы IMBASE (каталоги, справочники, папки, таблицы) могут иметь графическое изображение, связанное с ними. Это облегчает выбор элементов из таблиц и папок, а также позволяет создавать на их основе иллюстрированные справочники и слайдовые меню. Поддерживается работа с графическими изображениями в форматах EMF, WMF, ICO, BMP, JPG, JPEG, SLD и SLB.

Организация базы данных

Система IMBASE позволяет организовать удобную и наглядную иерархическую структуру данных, которая естественным образом отображает содержащуюся в базе информацию.

База данных IMBASE логически организована как двухуровневая система с раздельным хранением данных и состоит из двух частей. На верхнем уровне находятся каталоги. Каталог содержит набор папок и ссылок на таблицы. В записи каталога для каждой таблицы хранятся данные, которые являются общими для всех или для группы записей, например наименование, обозначение, ГОСТ, материал, покрытие и др. Каждый каталог имеет свой набор полей.

Выбор крепежных изделий из базы данных

Редактирование структуры каталога

На втором уровне находятся таблицы типоразмеров конкретных изделий. Например, для винтов хранятся данные о диаметре резьбы, длине винта и т.д. Данные по каждому виду изделия представлены в отдельных таблицах.

Каталог содержит множество записей, каждая из которых ссылается на конкретную таблицу базы, что позволяет рассматривать каталог как справочник по всем таблицам, хранящимся в базе данных. Иногда на одну таблицу базы могут ссылаться несколько различных записей каталога, например винты одного ГОСТа могут иметь различные покрытия, материал или исполнение. В этом случае в каталоге будет столько записей, сколько имеется вариантов изделия, причем все эти записи будут ссылаться на одну таблицу типоразмеров.

Такая структура позволяет хранить общую часть данных в одном месте и существенно облегчает изменение и сопровождение данных.

База данных, созданная в IMBASE, может использоваться всеми программными продуктами НПП «ИНТЕРМЕХ». Комплекс программ включает конструкторскую систему CADMECH, работающую в AutoCAD, Autodesk Inventor 10, Unigraphics NX3, Solid Edge v18, SolidWorks 2005, Pro/ENGINEER; систему ведения архива технической документации и информации о составе изделия Search; систему автоматизации технологической подготовки производства TechCard и другие продукты.

В настоящей публикации автор решил ограничиться вводной информацией о системе IMBASE и в цикле последующих статей собирается детально рассмотреть функциональные возможности системы, ее адаптируемость и применение в различных САПР, вопросы импорта и экспорта данных и многое другое.

Несмотря на то что система IMBASE является связующим звеном и информационным сервисом комплекса программных продуктов НПП «ИНТЕРМЕХ», она может выступать и как абсолютно самостоятельный продукт, и легко интегрироваться с различными CAD-системами. Развитой API-интерфейс позволяет широко применять IMBASE в различных областях компьютерного проектирования и обработки данных. Автор уверен, что вопрос создания и ведения иерархических баз данных стандартных элементов, материалов и других объектов, применяемых при проектировании узлов и изделий на предприятиях, очень актуален и заинтересует многих читателей, а инвариантность системы IMBASE привлечет к ней особое внимание.

САПР и графика 1`2006

Что такое SubD?

Я написал небольшую серию статей о различных типах данных САПР, отличных от NURBS, на сайтах Engineering.com и EngineersRule.com. Как пользователи САПР, мы были приучены в ужасе отшатываться всякий раз, когда сталкиваемся с входящими данными, такими как STL, OBJ, XYZ или рядом других типов. Я помню, как в конце 90-х первый толчок для VRML был огромным разочарованием. Тот факт, что он был таким медленным, и вы действительно ничего не могли с ним сделать, вероятно, отбросил дополненную реальность на годы назад. Они предприняли еще одну попытку до 2010 года с большим успехом, но она все еще не была готова к прайм-тайму.

Fusion 360 использует Tsplines для органического дизайна.
Насколько инженеры будут вовлечены, будет сетка в FEA или экспорт файла STL — набор точек, соединенных линиями для создания многоугольных форм, тетраэдров или четырехгранников.
Недавний взрыв 3D-сканирования и 3D-печати действительно бросает вызов этому типу данных. Вы не можете больше игнорировать это. Это как 3D CAD бросает вызов 2D CAD в середине 1990-х.
SubD, или моделирование подразделов, представляет собой набор поверхностей, основанный на клетке точек. Вы можете тянуть и дергать клетку, чтобы изменить форму поверхности. Это что-то вроде 3D-эквивалента сплайна, где вы перемещаете контрольные точки.
Движок Pixar поддерживает большинство разработчиков моделей SubD.
SubD традиционно был областью применения таких приложений, как 3dsMax, Maya, Blender, Cinema4D, Zbrush, Mudbox, modo и т. д. Вспомните Pixar. Все эти анимированные персонажи имеют похожий округло-выпуклый вид, потому что они сделаны с использованием одних и тех же инструментов и методов. Персонажи появляются в играх и фильмах, а также в воображении художников компьютерной графики выходного дня.
Пользователи САПР насмехаются над данными такого типа, потому что они дешевы, быстры, органичны и, что хуже всего, неточны. Полная противоположность большей части того, что мы делаем. Я думаю, в основном мы издевались, потому что не могли использовать такие данные в своей работе и потому что у нас не было инструментов для работы с ними. Geomagic — это единственный инструмент, который серьезные инженеры могут использовать для манипулирования точечными данными, и это дорого — как подержанный автомобиль. Вам почти нужно специализироваться, чтобы иметь возможность позволить себе такие вещи.
Что ж, пора перестать издеваться. Многие типы данных, которые были несовместимы и недоступны для нас, пользователей инженерных САПР, быстро становятся обязательными для чтения. Инструменты моделирования сабдивов были в Siemens NX в течение некоторого времени, а теперь есть в Autodesk Fusion 360 и появятся в Rhino 7. Я даже слышал слух, что участвует еще один игрок среднего уровня (и это не SW, хотя DS делает есть предложение в этом пространстве, оно не является частью текущего ПО).
Предоставлено Dezignstuff
Почему важно моделирование субд? Что ж, это важно для таких парней, как я, которые разрабатывают много крутых или органических вещей. Скажем, вы моделируете Corvette в своем любимом историческом САПР на основе NURBS. Скажем, на это уходит неделя со всеми частями и, может быть, 80% деталей, плюс наброски, лофты, границы, заливки и все эти особенности.
Теперь предположим, что вы должны были сделать ту же машину в 3dsMax. Это займет гораздо меньше времени, особенно такие сложные вещи, как тело. Тело может занять пару часов, если вы знаете, что делаете, вместо пары дней.
Можно перейти к более сложным вещам, например, к куколке. Куколка была единственным проектом, который я когда-либо начинал в SW, от которого мне действительно пришлось отказаться. В САПР NURBS сделать действительно хорошую куклу или любую человеческую фигурку не очень реалистично. Но с помощью Subd Modeler это делается постоянно.
Технологии окружают нас повсюду
Дизайнерам продуктов приходится очень часто делать подобные вещи. Этот блог, и, если быть до конца честным, большую часть последних 15 лет моей жизни, я посвятил обучению людей, написанию статей и обсуждению того, как сложно выполнять расширенное моделирование поверхностей в программном обеспечении для проектирования механических систем, которое никогда не было на самом деле. намеревался это сделать.
Здесь на помощь приходит subd. Это просто. Нет истории. Там нет дерева признаков. Есть просто куча фигур, которые вы перемещаете по экрану, пока они не станут правильными.
Недостатки? Ну, может быть, это не на 100% точно по размерам. Это точность, как прищур одного глаза. Или уровень точности эскиз за эскизом. В любом случае, органические формы в основном связаны не с точностью, а с формой. Subd материал естественно смешанный. Можете ли вы представить, каково это — больше не беспокоиться о том, как смешивать отдельные функции?
Rhino 7 в настоящее время находится в стадии бета-тестирования.
Что, если бы существовала система, использующая разные инструменты для того, для чего они нужны? Subd для форм, NURBS для инженерных функций? Это будущее САПР. И не только будущее, это происходит сейчас. Это настоящая инновация, а не возврат платформы в облако, похожее на мейнфрейм. Для меня это очевидное расширение синхронной технологии (Siemens), которая уже есть в NX. Это также часть их конвергентной технологии, которая объединяет эти различные типы данных с традиционными NURBS.
Но, Мэтт, разве принятие субд не отбрасывает все, что ты делал в эпизодах Dezignstuff? Ну, это один из способов взглянуть на это. Другим может быть то, что вы можете увидеть параллельные эпизоды с использованием разных методов.
На Youtube есть тысячи видеороликов, показывающих, как строить вещи в моделировании субд. Есть много разных инструментов, которые вы можете использовать по цене от десятков тысяч долларов до бесплатных. Это совершенно другой мир, чем NURBS CAD, в котором живет большинство из нас, хотя и есть некоторые параллели. Концепция рисования сплайнов и контроля кривизны сплайнов имеет некоторые параллели в subd. Это просто гораздо более интуитивная техника. Что хорошо и что плохо. Если я услышу, как еще один ютубер скажет «vertisee» (единственное число от множественного числа единственного числа «vertex»), я начну добавлять Геритол в чей-нибудь тост с авокадо. Снижение планки входа в мир дизайна для изделий сложной формы обязательно создаст некоторые шероховатости, но эта планка должна быть снижена.
Большинство инструментов subd, которые вы видите сегодня, управляются API-интерфейсом библиотеки Pixar OpenSubdiv, который уходит своими корнями в игру, созданную в 1996 году. Но каждый реализует инструменты по-разному и создает новые способы управления геометрией. Это совершенно другой способ работы по сравнению со стандартным методом эскизов и элементов в САПР на основе истории. Вместо того, чтобы думать о продукте как о серии процессов, нас больше будет интересовать фактическая форма, потому что мы можем контролировать ее напрямую.
Если вы читали мои предыдущие разглагольствования о недостатках программного обеспечения, основанного на истории, вы, возможно, предвидели это. Есть некоторые параллели между subd и прямым редактированием. Я полагаю, что некоторые люди, возможно, будут сопротивляться этому или, возможно, не поймут инструменты редактирования. Я был удивлен, когда люди в массовом порядке держались подальше от синхронных технологий, и то же самое может произойти и здесь. Но я, например, собираюсь вмешаться. Я готов к этим переменам.
Введение в моделирование подразделений от эксперта по САПР Мэтта Ломбард
Дэвид Чедвик • 17 июня 2022 г. • ЧТЕНИЕ 2 МИНУТЫ
Мэтт Ломбард создал новое обучающее видео о том, как использовать моделирование подразделений в Solid Edge. Мэтт — известный автор и блогер в области CAD-моделирования, а также ведущий CADForum.net. Что важно для этой темы, опыт Мэтта включает в себя работу в качестве независимого подрядчика, проектирующего сложные пластиковые компоненты.
В приведенном ниже 18-минутном видеоролике Мэтт представляет концепцию моделирования подразделения и сравнивает ее с более традиционным моделированием граничного представления (b-rep), которое дизайнеры используют последние 50 лет. Моделирование подразделений было впервые реализовано в Solid Edge в 2020 году (версия 2021).
Потянув за клетку управления, чтобы создать «хвост» резиновой утки
Наследие Pixar в области моделирования подразделений
Встроенные возможности моделирования подразделений в Solid Edge основаны на OpenSubDiv, наборе библиотек с открытым исходным кодом для высокопроизводительного подразделения поверхностное моделирование. OpenSubDiv также используется собственной анимационной системой Pixar и постоянно совершенствуется с использованием опыта, полученного при создании отмеченных наградами анимационных фильмов.
Таким образом, та же базовая технология, которая используется для поддержки 3D-моделей ваших любимых персонажей, таких как Базз Лайтер, Эластика и Молния МакКуин, доступна в программном обеспечении Solid Edge 3D CAD от Siemens.
Моделирование подразделений отлично подходит для быстрого создания сложных форм. Это новый навык, которому вы должны научиться, и вы научитесь, только делая это.
Matt Lombard, CAD Blogger
Примеры резиновой утки, джойстика и шлема
Мэтт использует несколько замечательных примеров, чтобы помочь представить концепцию моделирования подразделений: модели резиновой утки, джойстика и шлема. Резиновая уточка может показаться странным примером, но она сочетает в себе как гладкие органические формы, так и более четкие края.