НОУ ИНТУИТ | Лекция | Информационное обеспечение САПР
< Лекция 10 || Лекция 11: 12 || Лекция 12 >
Аннотация: В лекции показаны назначение, сущность и составные части информационного обеспечения САПР. Рассмотрены принципы построения базы данных и способы согласования программ при формировании базы данных.
Ключевые слова: представление, САПР, информационные технологии, исключение, дублирование данных, техническое обеспечение, проектная процедура, информация, документирование, банк данных, файл, база данных, система управления базой данных, СУБД, БД, ПО, типовое проектное решение, пропускная способность, избыточность, целостность, безопасность, связь, информационных систем, адаптация, предметной области, преобразование данных, структуры баз данных, иерархическая структура баз данных, сетевая структура баз данных, реляционная структура баз данных, сочетания, непротиворечивость, информационное согласование, маршрут проектирования, проект, запись, переменная, программное обеспечение, интерфейс, выборка данных, прикладная программа, вершины графа, элемент данных, граф, дерево, операции, нормализация, уровни представления данных, логический, объект, атрибут, значение, полоса пропускания, транзистор, концептуальный уровень, физический уровень, программные средства, поле, ячейка, атрибут объекта, сегменты, логический уровень, список, ключевое поле, ранжирование, модель данных, реляционная алгебра, отношение, произвольное, эффективная реализация, поиск информации, язык низкого уровня, ассемблер, IMS, язык высокого уровня, alpha, QBE, компонент, анализ требований, информационный поток, логическое проектирование, функциональное описание, поддержка, переполнение, логическая схема, прикладное программирование, операторы, declare, PL/I, Си, Ada, администратор БД, метод доступа, Размещение, концептуальная модель, анализ данных, модель предметной области, логическая модель, управление данными, процессор, языками запросов, монитор, обмен информацией, идентификатор объекта, функции субд, физическая модель
11.1. Назначение, сущность и составные части информационного обеспечения (ИО) САПР
Основное назначение ИО САПР — уменьшение объемов информации, требуемой в процессе проектирования от разработчика РЭС, и исключение дублирования данных в прикладном, программном и техническом обеспечении САПР.
ИО САПР состоит из описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов РЭС, комплектующих изделий и их моделей, материалов, числовых значений параметров и других данных. Эти данные в закодированной форме записываются на машинных носителях: магнитных лентах и магнитных дисках.
intuit.ru/2010/edi»>Кроме того, в ИО САПР входят правила и нормы проектирования, содержащиеся в соответствующей нормативно-технической документации, а также информация о правилах документирования результатов проектирования. Структура и содержание ИО САПР, а также характер его использования зависят от степени развития банка данных.Данные ИО обычно группируются в отдельные массивы, каждый из которых относится к определенному объекту описания. Такие массивы называются файлами. Вся совокупность файлов образует базу данных, которую можно многократно применять при проектировании различных РЭС для различных этапов и уровней.
Для создания, расширения, корректировки и коллективного использования данных создаются специальные системы управления базами данных (СУБД). Совокупность баз данных, систем управления файлами, а также относящихся к ним программных, языковых, технических и организационных средств называется банком данных.
Следовательно, банки данных (БНД) являются составной частью ИО САПР и состоят из баз данных (БД) и систем управления базами данных (СУБД). БНД создаются как обслуживающие подсистемы САПР и предназначены для автоматизированного обеспечения необходимыми данными проектирующих подсистем САПР. По назначению СУБД является элементом информационного обеспечения, так как организует автоматизированное обеспечение проектировщика информацией, а по содержанию — это комплекс программ, то есть элемент программного обеспечения.
Состав БД определяют с учетом характеристик объектов проектирования (технических, метрологических, эксплуатационных), характеристик процесса проектирования (типовые проектные решения, описания технологических операций с вариантами их реализации), действующих нормативных и справочных данных, ранее созданных в организации информационных массивов.
Основные требования к базам данных: установление многосторонних связей по производительности — пропускной способности; минимальная избыточность по затратам на создание и эксплуатацию БД; целостность и возможность поиска данных; безопасность и секретность от несанкционированного доступа; связь с разработанными и проектируемыми БД; простота; возможность настройки и перемещения данных.
База данных характеризуется двумя аспектами: информационным и ма-нипуляционным. Первый отражает структуру данных, наиболее подходящую для данной предметной области; второй — действия над структурами данных: выборку, добавление, удаление, обновление и преобразование данных.
При построении БД должен выполняться принцип информационного единства, то есть должны применяться термины, символы, условные обозначения, проблемно-ориентированные языки и другие способы представления информации, принятые в САПР. В качестве основных логических структур баз данных могут использоваться: иерархическая, сетевая, реляционная, смешанная (представляющая собой различные сочетания перечисленных выше структур ).
ru/2010/edi»>Содержание, структура и организация применения БД должны обеспечивать:- объединение любого числа БД любого объема, допускающее совместное использование общих данных различными подсистемами САПР для разных задач;
- возможность наращивания БД, достоверность и непротиворечивость данных, минимальный объем памяти ЭВМ для их хранения;
- защиту и регулирование возможности доступа к БД;
- многократное использование данных.
Проблема согласования программ является прежде всего проблемой выбора структур данных и массивов в памяти ЭВМ. Если программы рассчитаны на работу с общими данными, сгруппированными по-разному, то такие программы не являются информационно согласованными и не могут непосредственно войти в сочетание программ, обслуживающих некоторый маршрут проектирования.
Для обеспечения взаимодействия программ в маршрутах необходимо их информационное согласование, то есть приспособление к работе с информационными массивами одинаковой структуры.
Информационная согласованность программ обеспечивается построением общей для согласуемых программ БД, то есть совокупности всех тех данных, которые обрабатываются в более чем одной программе (модуле).
В БД можно выделить части, играющие различную роль в процессе проектирования.
Первая часть — СПРАВОЧНИК — содержит справочные данные о ГОСТах, нормалях, унифицированных элементах, ранее выполненных типовых проектах. Эта часть изменяется наименее часто, характеризуется однократной записью и многократным считыванием и называется постоянной частью БД.
Вторая часть — ПРОЕКТ — содержит сведения об аппаратуре, находящейся в процессе проектирования.
В нее входят результаты решения проектных задач, полученные к текущему моменту (различного типа схемы, спецификации, таблицы соединений, тесты). ПРОЕКТ пополняется или изменяется по мере завершения очередных итераций на этапах проектирования и составляет полупеременную часть БД.
Часто СПРАВОЧНИК и ПРОЕКТ объединяют под общим названием АРХИВ.
Третья часть БД содержит массивы переменных, значения которых важны только в процессе совместного решения двумя (или более) программами конкретной задачи проектирования. Это переменная часть БД.
Первый способ информационного согласования программ — построение централизованной БД, общей для всех модулей программного обеспечения (рис. 11.1).
В соответствии с этим способом при создании САПР сначала разрабатывается БД, а затем — программное обеспечение.
Реализация централизованной БД — сложная задача, т. к. выбранная структура БД не всегда может обеспечить реализацию всех необходимых маршрутов проектирования.
Рис. 11.1. Структура программного обеспечения при централизованной БД
Поэтому второй способ информационного согласования программ — построение системы, в которой несколько частных баз данных сопрягаются с помощью специального программного интерфейса, как показано на рис. 11.2.
Рис. 11.2. Структура программного обеспечения при частных БД
Интерфейс представляет собой программы перекомпоновки информационных массивов из форматов и структур одной БД в форматы и структуры, принятые в другой БД.
Для выполнения большинства из этих операций требуется специальное программное обеспечение.
Совокупность программ, обслуживающих БД, называется системой управления базой данных — СУБД. БД и СУБД вместе образуют БАНК ДАННЫХ.
Логическое представление БД отображает только состав сведений и связи между элементами сведений, хранящихся в БД.
Физическое представление БД отображает способ расположения информации на машинных носителях.
Структуру БД можно представить в виде графа. Каждая вершина графа отображает группу однотипных записей (группы взаимосвязанных элементов данных), то есть каждой вершине можно поставить в соответствие таблицу, содержащую конкретные значения (экземпляры) записей.
БД, для логического представления которых используются графы, называют СЕТЕВЫМИ.Обычно в сетевых БД в графах, изображающих структуру, можно указать те или иные циклы.
В частном случае сетевых БД граф может представлять собой дерево. В частности, если устранить из БД все сведения, кроме одного номинального, то структура представляется деревом. Такую структуру называют ДРЕВОВИДНОЙ,или ИЕРАРХИЧЕСКОЙ.Реализация древовидной структуры проще, чем сетевой структуры общего вида, однако чаще реальные данные имеют сложные сетевые структуры.
Реляционная БД представляет собой совокупность таблиц при условии, что сведения о связях между таблицами удается включить в сами эти таблицы.
Включение таких сведений обеспечивается нормализацией. Сетевые и реляционные базы данных имеют свои преимущества и недостатки. В настоящее время развиваются оба направления в логической организации БД.
Дальше >>
< Лекция 10 || Лекция 11: 12 || Лекция 12 >
Imbase / Интермех / Машиностроение / НИП-Информатика
Система ведения конструкторских и технологических баз данных
Компьютеры все более и более облегчают нашу жизнь, но чем больше мы требуем от компьютера, тем больше усилий требуется затратить для того, чтобы создать этому компьютеру «условия для работы». Сегодня уже каждый квалифицированный инженер знает, что такое базы данных и для чего они применяются.
Базы данных нужны всем и каждому, и поэтому существует огромное количество систем управления базами данных (СУБД). Коммерческие системы на базе СУБД очень дороги и не по карману мелким и средним предприятиям. Поэтому на многих предприятиях создаются свои системы.
Но практически все СУБД для эффективной эксплуатации требуют целого штата программистов, причем высокой квалификации. С другой стороны, при разработке программного обеспечения необходимо учитывать и потребности пользователей, которые будут использовать информацию из базы данных в своей работе. Использование же мощных САПР невозможно без наличия информационного обеспечения, включающего в себя стандартные изделия предприятия, отрасли , а также материалы. НПП «ИНТЕРМЕХ», состоящее из опытных конструкторов и программистов в свое время столкнулось с этой проблемой и в качестве ее решения создало систему IMBASE.
Система IMBASE, созданная в НПП «ИНТЕРМЕХ», специально предназначена для хранения и использования информации обо всем, что используется на вашем предприятии и может пригодиться конструктору и технологу. Крепеж, резцы, заготовки, основные и вспомогательные материалы и многое другое из того, что вы используете, можно с легкостью ввести в базу данных IMBASE, и после этого введенные данные будут доступны для самых различных программ.
Не изменив своему стилю в части поставки законченных решений, компания «ИНТЕРМЕХ» разработала не только удобный инструмент для ведения баз данных, но и поставляет вместе с IMBASE широкий набор стандартных изделий и материалов (более 350 ГОСТов). Иерархическая структура данных IMBASE, а также возможность ведения составных индексов позволит Вам быстро находить нужные данные. IMBASE не является на самом деле СУБД, а представляет собой высококвалифицированного посредника между ней и пользователем.
Первая версия IMBASE была разработана около 14 лет назад и для хранения данных использовала 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 не отстающее от него снижение цен привело к тому, что мощные PC стали по карману фактически любому предприятию, сетевая плата уже является неотъемлемой частью любого компьютера, а всякое уважающее себя предприятие обзавелось 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 сосредоточено на выборе такой архитектуры приложения, которая с одной стороны обеспечит надежную и бесперебойную работу большого количества пользователей, а с другой стороны, при высокой загрузке сети не будет вызывать у отдельного пользователя раздражения, связанного с неизбежными в таком случае задержками на отклик системы. В прессе уже давно обсуждается архитектура приложений, реализованных на сервере. Причем на сервере предлагается не только хранить сами данные, но и так называемые бизнес-правила, определяющие целостность и правила хранения и обработки этих данных.
Поскольку организации обычно склонны рассматривать затраты на покупку сервера баз данных как инвестиции в инфраструктуру, они охотнее будут приобретать аппаратуру и программное обеспечение, которое гарантирует оптимальную работу сервера. Еще в недалеком прошлом, если реализация бизнес-правил на сервере сильно снижала его быстродействие, организация скорее всего соглашалась приобрести дополнительные ресурсы для решения этой проблемы, чем купить высокопроизводительные рабочие места для пользователей, даже если стоимость сервера превышала стоимость всех компьютеров пользователей. Так было еще несколько лет назад, но в последнее время ситуация с рабочими местами пользователей, особенно работающих в области САПР стала очень быстро меняться. Помогли в этом и Microsoft с Intel. Первая выпускает свои продукты с повышенными запросами к быстродействию а вторая заботливо выпускает 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 все должен отвечать сервер? К тому же иногда он «послабее» некоторых рабочих станций.
Проанализировав все эти тенденции развития , в качестве архитектуры системы разработчиками IMBASE была выбрана и использована так называемая модель с «толстым клиентом». Суть этой модели обработки данных сводится к тому, что рабочая станция получает от сервера, на котором выполняется СУБД, такая как например ORACLE или INTERBASE, «сырые» данные, производя 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 ранее, 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 как IB DataBase. Этот сервер был выбран по крайней мере по трем причинам, хотя на самом деле их гораздо больше. Это во первых, «смешной» объем инсталляции сервера. Версия 4.3 занимала 4 или 5 дисков объема 1.
44 и при этом включала в себя все необходимое для нормальной работы и обслуживания сервера базы данных. Во вторых, а может быть и во первых, сам процесс инсталляции со стороны пользователя сводится только ко вводу кода авторизации и выбора папки, в которой будет находится сервер. После перезагрузки компьютера сервер работает. Все!!! Больше ничего не надо делать. Думаю что те, кто устанавливал ORACLE или SYBASE понимают, о чем идет речь. И в третьих, что немаловажно, сервер INTERBASE в том же объеме работает на локальном компьютере в качестве локального сервера. Для нашей компании это тоже немаловажно, так как некоторый объем продаж CAD-систем приходится на локальные рабочие места или на подключение 3-5 пользователей.
Как показала практика, СУБД IB DataBase обеспечивает достаточную производительность при количестве рабочих мест до 120. Для корпоративных заказчиков, которые планируют использовать большее число одновременно работающих станций НПП «ИНТЕРМЕХ» рекомендует в качестве сервера СУБД использовать ORACLE или MS SQL Server 2000.
Идет время, техника и программное обеспечение становятся все мощнее, растет квалификация, а следовательно и запросы пользователей. Если ранее их интересовали только функциональные возможности программ, то сейчас при выборе программного обеспечения большое внимание уделяется удобству интерфейса и легкости освоения.
При разработке интерфейса мы в первую очередь постарались максимально скрыть от пользователя все тонкости работы с базой данных за привычным интерфейсом, которым обладает Проводник WINDOWS, то есть той программы, которая используется наиболее часто. То же дерево в левой части окна, тот же список файлов и папок в правой части, те же кнопки на панели инструментов. В IMBASE Вы будете работать в привычной обстановке.
Если провести аналогию с файловой системой Вашего 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 отличает:
При создании интерфейса особенное внимание было уделено удобству работы с системой и предоставление пользователю всех тех возможностей, к которым он привык в Windows. Это контекстно-зависимые меню, перетаскивание при помощи мыши, работа с буфером обмена, и многое другое.
МастераПри выполнении сложных действий, например при создании новых таблиц, Вам помогут Мастера, которые в пошаговом режиме проведут Вас по нужному пути и не дадут ошибиться.
Естественное представление иерархических структурСпециальная организация данных и форма визуального представления позволяет отображать ваши данные в виде иерархической структуры и ускоряет поиск нужной информации.
Создание составных полейДанные в полях могут включать в себя ссылки на данные из других полей.
Это позволяет генерировать поля из значений других полей. Например, одновременно использовать поля ДИАМЕТР и ДЛИНА в расчетных программах, и использовать их для формирования поля ОБОЗНАЧЕНИЕ. При изменении формы записи поля НАИМЕНОВАНИЕ достаточно только переопределить правило его формирования, не меняя данные в составляющих полях.
Вам больше не нужно брать в руки счеты или калькулятор, чтобы поместить в таблицу данные, которые вычисляются в зависимости от других полей таблицы, например ОБЪЕМ изделия. Вы просто делаете это поле вычисляемым как ШИРИНА*ВЫСОТА*ДЛИНА, т.е. по формуле. Остальное система сделает сама.
Графические изображенияВсе элементы IMBASE (Каталоги, Справочники, Папки, Таблицы) теперь могут иметь графическое изображение, связанное с ними. Это облегчает выбор элементов из таблиц и папок, а также позволяет создавать на их базе иллюстрированные справочники и слайдовые меню.
Поддерживается работа с графическими изображениями в форматах EMF, WMF, ICO, BMP, JPG, JPEG, SLD, SLB.
Система IMBASE позволяет пользователю организовать удобную и наглядную иерархическую структуру данных, естественным образом отображающую 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. Это, например, НАИМЕНОВАНИЕ, ОБОЗНАЧЕНИЕ, ГОСТ, МАТЕРИАЛ, ПОКРЫТИЕ и другие.
Каждый Каталог может иметь свой набор полей.
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 выделены в отдельные таблицы.
Каталог содержит множество записей. Каждая запись каталога 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 имеется столько записей, сколько есть различных вариантов изделия, и все эти записи ссылаются на одну таблицу типоразмеров.
Такая структура позволяет хранить общую часть данных только в одном месте и существенно облегчает изменение и сопровождение данных.
База данных, созданная в IMBASE, используются всеми программными продуктами НПП «ИНТЕРМЕХ». Комплекс программ включает в себя конструкторскую систему CADMECH, систему ведения архива технической документации SEARCH, систему технологического проектирования TECHCARD и другие продукты.
В данной статье автор решил ограничиться вводной информацией о системе IMBASE и в цикле последующих статей собирается детально осветить функциональные возможности системы, ее адаптируемость и применение в различных САПР, рассмотреть вопросы импорта и экспорта данных и многое другое.
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.
Поверхностное моделирование с параметрическим моделированием по сравнению с моделированием подразделений
Все больше и больше инженеров и дизайнеров привлекаются для разработки внешнего вида новых продуктов. Визуальная привлекательность продукта часто играет огромную роль в его популярности. Из-за этого, особенно на этапе разработки концепции, вы обычно хотите быстро создать несколько моделей, чтобы получить более четкое представление о том, чего хочет ваш клиент.
Органические формы сложно создавать с помощью программ параметрического моделирования. Если вам требуется целый день, чтобы создать одну концепцию, и еще один день, чтобы изменить ее, значит, вы уже два дня и все еще работаете с первой концепцией. Используя моделирование подразделения (Sub-D), вы можете упростить идею или концептуальную стадию проектирования, поскольку вам не нужно настраивать все подструктуры (кривые, поверхности и т.
д.), необходимые в параметрическом моделировании.
Для создания окончательных моделей , которые пойдут в производство, используются методы параметрического моделирования и моделирования подразделений. Часто люди предполагают, что моделирование Sub-D предназначено только для этапа концепции дизайна, но это не так. Модели, созданные с использованием методов моделирования подразделений, часто идут непосредственно в производство без повторного создания модели с использованием методов параметрического моделирования поверхностей.
Тем не менее, чаще всего модели, созданные с помощью методов разделения поверхности, дополняются параметрическими элементами, такими как отверстия, фаски, ребра, элементы оболочки и т. д. Результирующая модель состоит из геометрии, созданной с использованием как параметрических технологий, так и технологий разделения. Обе технологии — подразделение и параметрическое моделирование — имеют свои плюсы и минусы. Более подробное изучение каждой технологии поможет определить, какой подход лучше всего подходит для ваших проектов.
Параметрическое моделирование
Клиенты SOLIDWORKS® знают все о возможностях параметрического моделирования, когда можно параметрически управлять геометрией с помощью размеров — измените одну вещь, и вся модель обновится автоматически, без необходимости перерисовывать модели. Вы можете внедрить интеллект в дизайн; эти «умные» твердые тела позволяют легко делиться ими с другими инженерами, которые могут быстро определить замысел проекта. Кроме того, ограничения, используемые в параметрическом моделировании, гарантируют, что любые изменения, внесенные в проект, будут сделаны с учетом замысла проекта.
Параметрическое моделирование основано на NURBS (неоднородных рациональных B-сплайнах). Геометрия поверхности решается буквально с помощью сети сплайнов, определяющих форму поверхности. Благодаря этому методу создания геометрии поверхности могут быть точными, поскольку форма сплайнов определяется реальной математикой; вот почему вы можете измерить его и ограничить его.
Кривые, управляющие NURBS-поверхностями, могут иметь любую степень: 1-ю (плоские поверхности), 2-ю (цилиндрическую или коническую) и 3-ю (B-rep).
Моделирование подразделений
Многие клиенты SOLIDWORKS уже пользуются преимуществами моделирования поверхностей с помощью подхода Sub-D к моделированию 3D Sculptor на платформе 3D EXPERIENCE®. Моделирование поверхностей с помощью Sub-D происходит сверхбыстро при создании контурных, эргономичных и органических форм. Вносить изменения настолько просто, что нет необходимости думать заранее, чтобы составить подробный план — 3D Sculptor — это концептуализация на стероидах.
Моделирование подразделения использует метод создания поверхности из ряда точек в пространстве. (Познакомьтесь с алгоритмом Катмулла-Кларка, который создает криволинейные поверхности с помощью моделирования поверхностей подразделения.) Точки соединяются ребрами, создавая сетку из прямоугольников.
Поверхность создается путем запуска схемы уточнения прямоугольной сетки, в результате чего под ней получается гладкая поверхность.
В 3D Sculptor мы преобразовываем Sub-D в NURBS, чтобы с ним можно было работать так же, как с любой другой функцией САПР — вырезать, облицевать, снять фаску и т. д. Автоматическое преобразование в NURBS чрезвычайно точно по сравнению с исходным Sub -Д геометрия.
Работа с моделью 3D Sculptor на рабочем столе SOLIDWORKS
Плюсы и минусы параметрического моделирования поверхностей
Большинство из вас, вероятно, хорошо знакомы с параметрическим моделированием поверхностей. Как правило, вы создаете подструктуру, например скелет, из кривых, поверхностей, плоскостей, точек и т. д., чтобы использовать ее для лофта и смешивания поверхностей вместе. Сочетание этого с возможностью пересечения и обрезки поверхностей позволяет создавать уникальные формы, которыми можно параметрически управлять, изменяя размеры базовых элементов скелета.
Многим инженерам и дизайнерам очень удобно использовать эти методы наплавки, и они доказали свою эффективность в течение десятилетий. Однако у этой техники есть несколько недостатков. Во-первых, у вас должно быть довольно хорошее представление о форме, которую вы пытаетесь создать заранее. Это, вероятно, означает прохождение нескольких концептуальных тестовых моделей и/или ручных набросков, чтобы добраться до момента, когда вы действительно захотите потратить дополнительное время на создание окончательной версии. Даже небольшое изменение деталей, например, добавление складок, похожих на волдыри, на гладкой в остальном поверхности модели, может означать необходимость вернуться и воссоздать исходную скелетную подструктуру, что может привести к часам переделок.
Кроме того, может быть сложно создать непрерывные поверхности с плавной кривизной, которые так много дизайнеров хотят создать во всех своих моделях. Часто они прибегают к скруглению, которое является отличной техникой для создания гладких поверхностей, но не дает тех же результатов, связанных с отраженным светом, которые вы получили бы с кривизной непрерывной поверхности.
Плюсы и минусы Sub-D Surfacing
Sub-D моделирование менее знакомо большинству инженеров и дизайнеров. SOLIDWORKS 3D Sculptor предоставляет возможности моделирования Sub-D в браузере. В моделировании Sub-D вы можете толкать и тянуть геометрию сетки, как если бы она была сделана из глины, чтобы создать свою форму. Часто вы проектируете на основе сборки 3D-деталей или проектируете с изображением в качестве эталона на заднем плане, что дает вам представление о том, как далеко тянуть и продвигать геометрию. У вас также есть функции, которые позволяют создавать четкие края (для складок и плоских поверхностей). Первоначальную форму легко увеличить, выдавливая и изгибая геометрию. Масштабом модели можно управлять с помощью размеров ограничительной рамки.
Большим преимуществом использования моделирования Sub-D является то, что вы можете быстро разрабатывать совершенно разные модели, просто толкая, вытягивая, выдавливая и сгибая геометрию.
Поверхности имеют естественную непрерывную кривизну, что придает органичный вид, за исключением областей, где вам нужны складчатые и плоские поверхности. Это делает работу с конечными клиентами гораздо более управляемой — будь то личное общение или онлайн-встреча.
Радикальные изменения дизайна можно вносить в режиме реального времени, что позволяет вам сотрудничать с вашим клиентом, чтобы получить желаемую форму. Попытка сделать это, когда модель построена с использованием методов параметрической обработки поверхности, обычно приводит к созданию заметок или пометок на чертеже или изображении для проекта, часам переделки, а затем еще одной встрече. Возможность быстро создать несколько версий модели является ключом к тому, чтобы получить одобрение дизайна от вашего клиента на более ранних этапах процесса и ускорить окончательную доставку.
Но у моделирования Sub-D есть и некоторые недостатки.
Моделирование Sub-D не подходит для создания общих элементов, таких как отверстия, ребра, фаски и т.
д., которые обычно встречаются на пластиковых и литых деталях. Чтобы добавить эти функции, необходимо получить доступ к возможностям параметрических функций, которые вы найдете в настольных и браузерных инструментах SOLIDWORKS, таких как SOLIDWORKS 3D Creator. К счастью, при использовании 3D Creator и 3D Sculptor можно быстро и легко переключаться между параметрическим и Sub-D моделированием — это буквально нажатие кнопки. В один момент вы создаете параметрические элементы и поверхности с помощью 3D Creator, а в следующий момент создаете поверхности подразделения красивой формы с помощью 3D Sculptor. 3D EXPERIENCE SOLIDWORKS предоставляет вам лучшее из всех миров в одном предложении: 3D EXPERIENCE SOLIDWORKS, 3D Creator, 3D Sculptor, а также доступ к 3D платформе XPERIENCE.
Что лучше?
Как указано выше, как параметрическое моделирование поверхности, так и моделирование поверхности Sub-D имеют свои преимущества и недостатки.
Но ясно, что, по крайней мере, на концептуальной стадии, моделирование Sub-D может значительно улучшить достижение согласованного проекта быстрее и проще, чем параметрическое покрытие. Кроме того, если изменения в вашей модели на этапе проектирования / детализации требуют значительной переделки, также может быть выгодно использовать методы Sub-D , поскольку изменения вносятся быстрее и проще. И, наконец, если кривизна вашего проекта непрерывна по всей поверхности, может оказаться выгодным использовать моделирование Sub-D вместо параметрического моделирования поверхности.
Если вы являетесь клиентом SOLIDWORKS для настольных ПК, который уже использует поверхностную обработку, вам следует просто просмотреть Sub-D моделирование как новый инструмент в наборе инструментов. Однако реальность такова, что сочетание Sub-D и параметрического моделирования поверхности, как правило, является лучшим решением для большинства проектов. Многие пользователи оптимизируют рабочие процессы — иногда выполняя проекты в два раза быстрее — за счет использования как параметрического моделирования SOLIDWORKS, так и моделирования Sub-D в 3D Sculptor.
Дополнительная информация
3D EXPERIENCE SOLIDWORKS соединяет ведущее в отрасли решение SOLIDWORKS 3D CAD с платформой 3D EXPERIENCE, единой облачной средой разработки продуктов и включает в себя Sub-D и параметрическое моделирование поверхностей.
Если вам нужна дополнительная информация об этих продуктах, обратитесь к местному торговому посреднику.
- Биография
- Последние сообщения
Крейг Терриен — менеджер по продукту в SolidWorks
- Новый год, новые и улучшенные пресс-формы — 4 января 2023 г.
- Что нового в SOLIDWORKS 2023 3D CAD — 5 октября 2022 г.
- Совместная работа стала быстрее, проще и эффективнее благодаря весеннему обновлению 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS — 11 мая 2022 г.
:::INTEGRITY WARE:::
SubD-NURBS Workflows
SubD-NURBS — это уникальная и революционная программная библиотека, которая может интегрироваться с системами 3D-моделирования, предоставляя передовые инструменты интеграции, недоступные в других системах 3D-моделирования.
Если вы хотите получить конкурентное преимущество, которое позволит вашим клиентам значительно сэкономить время и деньги, SubD-NURBS — это инструмент для вас. Значение библиотеки SubDNURBS можно просмотреть в нескольких различных сценариях рабочего процесса; как инструмент экспорта NURBS в системе Sub-D, как инструмент импорта Sub-D в системе NURBS, как вспомогательная технология, объединяющая Sub-D и NURBS в гибридной системе моделирования. В этом видеоуроке показан пример того, как SubD-NURBS может работать в гибридной системе моделирования. Для получения дополнительной информации о том, почему интеграция Sub-D и NURBS так важна, посмотрите справочную информацию о Sub-D/NURBS.
Инструмент экспорта NURBS
Если у вас есть система моделирования Sub-D, вы можете значительно повысить ее полезность в рабочем процессе вашего клиента, интегрировав библиотеку SubDNURBS. Добавление SubD-NURBS к вашей системе моделирования на основе Sub-D предоставит уникальную функциональность, которая сэкономит время и деньги ваших клиентов.
Например, SubD-NURBS предоставляет возможность экспортировать модели Sub-D в стандартные форматы САПР (в их собственных, точных форматах NURBS). SubD-NURBS содержит инструменты экспорта для наиболее распространенных стандартных форматов NURBS (STEP, IGES, SAT и Rhino’s 3DM). Сетки, которые являются замкнутыми телами, будут экспортированы как Solid Boundary Representations в этих форматах. Незамкнутые сетки будут экспортированы как представления границ оболочки. Если для процесса экспорта требуется визуальная проверка, SubD-NURBS также содержит различные инструменты как для полигонального, так и для каркасного отображения результирующих объектов NURBS.
С помощью этого рабочего процесса системы моделирования Sub-D могут стать интерфейсными системами произвольной формы или концептуального проектирования для механических и архитектурных САПР. Форма произвольной формы может быть спроектирована в системе Sub-D и детализирована в системе CAD. SubDNURBS также может облегчить интеграцию с системами анализа FEM, предоставляя механизм для экспорта моделей Sub-D в форматы, которые могут импортировать большинство продуктов анализа FEM.
Аналогичным образом SubD-NURBS также облегчает интеграцию с системами производства и быстрого прототипирования. Преимущество этого рабочего процесса заключается в том, что сложные формы произвольной формы могут быть легко и быстро спроектированы художниками, а результат может быть прямо или косвенно использован инженерами и дизайнерами при фактическом конструировании, анализе и производстве объекта с использованием системы САПР.
Инструмент импорта сетки Sub-D
Инженерам, работающим с механическими CAD-системами, часто требуются физические объекты или человеческие фигуры для завершения и демонстрации своего проекта. Существуют миллионы трехмерных полигональных моделей, доступных для скачивания бесплатно или за умеренную плату на таких сайтах, как Turbosquid. Большой процент этих моделей создается с использованием методов моделирования Sub-D. SubD-NURBS отлично справляется с преобразованием моделей такого типа и даже моделей с умеренным количеством треугольников в геометрию NURBS.
Вместо того, чтобы пытаться воссоздать эти «вторичные» объекты в системе САПР, их можно легко получить из различных источников (тем самым сэкономив время и деньги).
Для архитектурных CAD-систем очень важно импортировать вспомогательные объекты, такие как столы, стулья, диваны, автомобили, произведения искусства и т. д., а также человеческие фигуры. проектируемые помещения. Включение этих вспомогательных объектов в дизайн также очень важно для иллюстраций и визуализаций архитектурных моделей. Также для архитектурного сообщества представляет интерес проектирование структур более произвольной формы, таких как конструкции Фрэнка Гери (как показано в примере ниже), которые очень хорошо подходят для методов проектирования Sub-D.
Гибридное моделирование. В этой среде мы можем предвидеть гораздо более тесную интеграцию процесса художественного проектирования с инженерным процессом. Например, инженеру может потребоваться, чтобы часть модели была немного перемещена или построена немного по-другому, чтобы обеспечить правильное проектирование.
Поскольку в большинстве систем САПР используется механизм истории, модель Sub-D можно изменять напрямую, а обновленный результат передается через инженерные операции (логические операции, применение элементов, скругление и т. д.). Это может быть оптимальным способом быстро получить дизайн, который одновременно очень эстетичен и очень хорошо спроектирован.
Sub-D/NURBS Background
В мире 3D-моделирования есть два основных лагеря: полигональное моделирование и NURBS-моделирование. Лагерь полигонального моделирования представляет все с помощью трехмерных фасетных сеток. Фасетная или многоугольная грань обычно представляет собой плоские и ограниченные линейные сегменты и/или точки. Полигональное моделирование является предпочтительным инструментом для 3D-художников и дизайнеров, поскольку оно дает им относительно простой набор мощных инструментов, которые позволяют им быстро моделировать очень сложные формы.
Появление Subdivision Surfaces (Sub-D) сделало полигональное моделирование предпочтительным методом моделирования большинства объектов произвольной формы для анимации, концептуального автомобильного дизайна, архитектурного дизайна, органических моделей, концептуального дизайна продукта и художественного дизайна. Моделирование поверхности подразделения используется большинством систем «Компьютерной графики», таких как 3DS Max, Modo, Maya, XSI, Blender, K-3D, LightWave, Cinema 4D и т. д.
Лагерь моделирования NURBS представляет все, используя поверхности более высокого порядка, такие как конусы, цилиндры, сплайновые поверхности. Почти каждая CAD-система имеет в качестве основного представления геометрии NURBS-поверхность. Поверхности NURBS определены в IGES и STEP и, таким образом, являются отраслевым стандартом, с которым работают все в мире САПР. NURBS можно использовать для точного представления поверхностей произвольной формы, таких как те, которые используются в конструкции крыла самолета, конструкции кузова автомобиля и конструкции корпуса корабля.