CAD新技術(shù):輕量級數(shù)據(jù)格式

2013-05-09 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

對于Nick Butkovich而言,輕量級數(shù)據(jù)格式的應(yīng)用帶來了更迅速的產(chǎn)品開發(fā)以及更完善的知識產(chǎn)權(quán)保護措施。

Butovich是Bradrock Industries的一名IT項目經(jīng)理,該公司是美國一家塑料成型設(shè)備和車床制造商。他認(rèn)為3D數(shù)據(jù)的輕量級瀏覽與先前受到書面文件交換流程的限制相比,大大加快了設(shè)計方案審核速度,并為跨部門共享設(shè)計方案鋪平了道路。

對此,Butkovich解釋說:“事實很簡單,每個人看到一種設(shè)計方案、對其進行審核,并加入自己的意見——不論他使用的是什么系統(tǒng),而且不需要IT技術(shù)人員幫助他做集成——這加快了流程速度。如今,任何參與到其中的人員都能夠?qū)υO(shè)計方案進行審核并發(fā)表意見,設(shè)計時間也減少了。同時,還降低了返工的幾率,因為現(xiàn)在可以提前注意到潛在的問題?！?

利好消息

包含在PDF文件中、利用輕量級格式的共享設(shè)計數(shù)據(jù)使得Bradrock的設(shè)計審核周期縮短了50%,而新產(chǎn)品入市的時間也加快了20%。 Butkovich指出,更重要的是技術(shù)增加了一道安全層,因為它既對敏感信息的移動加入權(quán)限管理,也允許潛在合作伙伴對完整CAD文件的訪問。 Butovich說:“如今,我們有能力隱藏那些不希望其他人掌握的信息?！?

盡管對輕量級設(shè)計方案瀏覽格式的贊揚之聲不絕于耳,但在技術(shù)層面上依然存在諸多挑戰(zhàn)。最重要的是它所能支持的文檔格式的數(shù)量,因為目前用戶使用的三維軟件工具的品種實在太多了。

CIMdata高級咨詢師John MacKrell指出:“存在很多種格式,并且其中多數(shù)都具有雷同的性能。這是我們在CAD行業(yè)中所面對的一種很有代表性的局面。每個人(供應(yīng)商)都認(rèn)為自己的專有格式是值得用戶擁有的?！盋IMdata是一家美國的分析公司,致力于產(chǎn)品生命周期管理、CAD及其他領(lǐng)域的市場調(diào)研。

盡管如此,Mackrell認(rèn)為這些格式被廣泛應(yīng)用的原因在于其向非工程師人員開放設(shè)計思路的能力。他說:“這種概念很簡單,它可以為非CAD用戶提供充足的3D信息,使他們能夠在工作中利用這些數(shù)據(jù)。”

最基本的標(biāo)準(zhǔn)之一就是某種格式是否支持對企業(yè)所用的特定CAD工具的數(shù)據(jù)集成。Mackrell認(rèn)為,無縫集成應(yīng)包括瀏覽基于文本的產(chǎn)品制造信息(PMI)的能力,尤其是對特定領(lǐng)域諸如公差和維度而言。

隨著近年來3維CAD應(yīng)用的迅猛增加,工程師已轉(zhuǎn)向“基于建?！钡脑O(shè)計方案,在這些設(shè)計方案中,更多的數(shù)據(jù)被保存在3D模塊內(nèi)。在一些協(xié)作情形下,這種 PMI并不是必須的;而在另一些情況下卻正相反,PMI可能是必不可少的。還有一些因素決定了用戶最后選擇哪種CAD數(shù)據(jù)格式:比如預(yù)置用途(是將被用于工程密集型協(xié)作還是用于營銷目的等);可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)壓縮比;以及垂直行業(yè)偏好。

Mackrell說:“大多數(shù)公司正竭力試圖獲得一種他們能夠使用的簡單格式,這樣做也是出于簡化的目的。他們希望避免無休止的不同文件版本的繁衍。”

吸引人的套裝組合

Bradrock在2005年下半年開始利用Adobe Systems的設(shè)計協(xié)作Acrobat 3D 產(chǎn)品。Adobe由于其開發(fā)的針對PDF文件的瀏覽軟件Adobe Reader而聞名與世。利用Acrobat 3D,能夠從多種工具中導(dǎo)入CAD文件,并轉(zhuǎn)換成Universal 3D(U3D)格式。由此所帶來的輕量級可視化文件在PDF格式中得到共享,并能通過Adobe Reader進行瀏覽。3D可視化是可交互性的,圖片帶有大量產(chǎn)品數(shù)據(jù),并能夠進行旋轉(zhuǎn)、縮放或斷面等相對復(fù)雜的處理。

Butkovich認(rèn)為Acrobat 3D以及U3D最吸引人之處就在于,Bradrock不必要求合作伙伴下載特殊瀏覽軟件。

與輕量級格式相聯(lián)系的3D可視化是可交互性的,并且能夠進行旋轉(zhuǎn)、縮放或斷面處理。

他說:“最終結(jié)果就是所有人都能夠打開更小的文件進行瀏覽或發(fā)表評論,并且利用已有的軟件對其進行處理。而另一方面,一些IT部門恰恰不希望在它們的計算機上安裝特殊的瀏覽軟件。
”

對于其他公司而言,輕量級可視化工具是一種銷售工具。例如,造紙及金屬初加工行業(yè)設(shè)備制造商Advanced Dynamics Corp.,正在利用來自其CAD供應(yīng)商的輕量級格式和可視化工具以幫助其銷售進行現(xiàn)場服務(wù)。

總部設(shè)在魁北克的這家公司的IT經(jīng)理Partrik Chartrand聲稱:該公司開始利用Autodesk的Design Web Format(DWF),起初僅僅是因為青睞于Autodesk的數(shù)據(jù)管理解決方案,但不久,公司意識到該格式也可以幫助銷售。他說,利用DWF的交互式 3D可視化模型,該公司可以讓潛在客戶直觀地看到公司的設(shè)備如何適合客戶工廠。

他說:“對我們而言,以3D的形式粗略地展示出安裝后的情況是非常容易的。”

大型供應(yīng)商諸如Autodesk 的觸角之所以如此廣泛要歸功于其CAD軟件已有客戶群的龐大,而Adobe所取得的成功則在于其Reader產(chǎn)品的暢銷。

利用Autodesk的免費DWF瀏覽器軟件可以使DWF文件具備可視化效果,但Chartrand指出一旦競價成功,Advanced Dynamics公司的工程師還可以利用Autodesk的Design Review做內(nèi)部審核,并在下單以后與客戶進行交互。Design Review中已加入重點標(biāo)記、維度測量以及注釋功能。該軟件也具備工作流以及意見薄功能,并且能夠?qū)⒆⑨尫祷氐紸utodesk的CAD系統(tǒng)或分發(fā)到每一個成員然后返回系統(tǒng),作為反饋以備案。

Chartrand解釋說:在公司的某些競標(biāo)項目中,Advanced Dynamics將3D可視化格式軟件與瀏覽器功能壓縮在CD ROM里,并加入競標(biāo)產(chǎn)品——設(shè)備布局的DWF文件。

他說:“當(dāng)我們的競爭對手只能提供2D圖紙進行銷售的情況下,這種3D性能可以為公司帶來的收益是很明顯的。好比你在面臨同一型號汽車的兩家不同銷售商。如果其中一家銷售商僅能向你展示出汽車的靜止圖片;而另一家銷售商可以向你展示出真車,并且能夠進行現(xiàn)場展示,你一定會選擇后者。因為這是人的天性。”

格式標(biāo)準(zhǔn)

利用CAD供應(yīng)商的輕量級格式和瀏覽技術(shù)的一個優(yōu)勢在于:它可以與原CAD軟件集成,并調(diào)出豐富的產(chǎn)品信息,增強圖像功能。所以,對于那些別無選擇需要在設(shè)計環(huán)節(jié)中與各式CAD軟件協(xié)作的用戶群而言,CAD供應(yīng)商的格式所帶來的工作效果是最佳的。另一方面,在營銷或銷售目的的協(xié)作方面,通過利用具備廣泛接收功能的格式,公司可以提供最佳服務(wù)。

Mackrell說:“如果你剛好正在利用瀏覽工具查看數(shù)據(jù),你可以實現(xiàn)一種簡化的瀏覽,盡管你仍然希望能夠旋轉(zhuǎn)模塊并在3D中查看。但當(dāng)你需要從瀏覽器中提取大量工程數(shù)據(jù),諸如精確的產(chǎn)品描述數(shù)據(jù)時,你就需要一個功能更強大使用更廣泛的瀏覽工具。”

他指出:如今,大多數(shù)格式和瀏覽器都集旋轉(zhuǎn)、縮放,甚至斷面功能為一身,所以潛在用戶在選擇3D格式時,需要仔細留意一些高級功能,比如它對PMI數(shù)據(jù)的訪問等級。在某些情景下,還需要考慮的重要因素就是特定格式如何很好地與文件標(biāo)準(zhǔn)或與業(yè)務(wù)軟件結(jié)合在一起。最后,供應(yīng)商的整體解決方案也需要被考慮在內(nèi),這些方案可能包括工作流應(yīng)用程序或信息安全保障。

IT分析公司IDC研究主管Gisela Wilson指出,CAD軟件供應(yīng)商是否能夠力克對手而增加市場份額,在很大程度上與其輕量級CAD格式是否受歡迎有關(guān)。她認(rèn)為大型設(shè)計系統(tǒng)供應(yīng)商,諸如 Autodesk的業(yè)務(wù)范圍之所以如此廣泛,主要歸功于其CAD軟件的用戶基礎(chǔ)雄厚,而Adobe所取得的成功則在于其Reader產(chǎn)品的暢銷。盡管如此,Wilson說終端用戶公司通常需要支持多重格式,這是因為每家CAD供應(yīng)商的輕量級瀏覽軟件可能只適合特定的CAD產(chǎn)品,而且用戶很有可能需要大范圍地設(shè)計協(xié)同,跨地域甚至跨國進行工程協(xié)同。那時單一的瀏覽軟件不能滿足所有人的需求。

最佳實踐

Mackrell認(rèn)為如果必須使用多重格式,一項重要的最佳實踐就是保證所有輕量級文件與主CAD模型完全同步。公司經(jīng)常通過一種產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實現(xiàn)上述目標(biāo)。

供應(yīng)商正在將新功能加入到他們的格式中,消除以往產(chǎn)品所表現(xiàn)出的弱點。例如,Adobe于07年四月收購CAD協(xié)同軟件供應(yīng)商Trade and Technologies France(TTF),并在其Acrobat版本8中加入TTF技術(shù),到08年4月,最新版本中將強化多種CAD格式的轉(zhuǎn)換以及壓縮功能。

如果必須使用多重格式,一項重要的最佳實踐就是保證所有輕量級文件與主CAD模型完全同步。

根據(jù)Adobe Knowledge Worker業(yè)務(wù)部門制造營銷經(jīng)理Rak Bhalla的說法,TTF的技術(shù)至少有以下優(yōu)勢可以幫助用戶解決實際問題。首先,它向用戶提供利用TTF的PRC格式的選擇,在Acrobat 3D下實現(xiàn)的壓縮比將會更大,進而導(dǎo)致更小文件的出現(xiàn)。其次,TTF的CAD傳輸技術(shù)將使得Acrobat 3D的下一版本具備更智能化的PMI數(shù)據(jù)分層,這樣用戶能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)顯示的開關(guān)自如。

與此同時,CAD供應(yīng)商格式變得更加開放。Mackrell指出來自PLM供應(yīng)商UGS的JT格式被廣泛應(yīng)用在企業(yè)中。UGS甚至宣布了JT Open的提法,這樣可以獲得其他CAD供應(yīng)商對JT更加全面的支持。

在Autodesk這面,Autodesk Collaboration Solutions市場開發(fā)全球主管Jonathan Knowles指出DWF支持非Autodesk工具的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在某些領(lǐng)域,Autodesk提供的軟件能夠從任何采用OpenGL標(biāo)準(zhǔn)的CAD軟件中生成DWF文件,很多CAD套裝軟件都是基于這種標(biāo)準(zhǔn)的。此外,Autodesk還可以提供能夠獲取額外數(shù)據(jù)的特定CAD套裝的插件程序。

盡管如此,用戶不應(yīng)該因為技術(shù)方面的枝節(jié)問題而否定輕量級可視化產(chǎn)品的優(yōu)勢。除了能加快研發(fā)以及能打動客戶外,一些專家指出輕量級CAD數(shù)據(jù)可視化還可以通過更多人員的參與,減少在車間的機械工程師的錯誤——這是一種在流程中更早體驗設(shè)計細節(jié)的方法。

Knowles說:“降低錯誤對于大多數(shù)我們的客戶而言可謂意義重大。從基于文本的工作流程轉(zhuǎn)入一種完整的數(shù)字工作流程,可以減少大量錯誤?！?

Caterpillar是全球最大的建筑、采礦設(shè)備、發(fā)動機及工業(yè)用氣輪的制造商。根據(jù)公司負責(zé)集成產(chǎn)品信息的經(jīng)理Craig Riediger的說法,JT格式在零件的結(jié)合方式上是非常有用的,能夠避免相互干擾。他說:“我們能夠在設(shè)計階段就發(fā)現(xiàn)零件干擾問題,而在以前,只能到原型機或?qū)嶋H生產(chǎn)線上才能發(fā)現(xiàn)類似問題。對比太鮮明了?！?

在一個實際案例中,基于JT的可視化使Caterpillar免于構(gòu)建一臺專做干擾檢查的原型機。Riediger說:“在產(chǎn)品開發(fā)期間省去原型機對我們意味著巨大成本的節(jié)約?！?

Microsoft操作系統(tǒng)作為產(chǎn)品生命周期(PLM)的慣用平臺已經(jīng)毫無秘密可言,但很少有人知道Microsoft的3D和設(shè)計瀏覽格式支持與Microsoft .NET Framework的具體整合程度。

Microsoft全球制造業(yè)團隊PLM行業(yè)技術(shù)策劃師Simon Floyd指出,與PLM供應(yīng)商Autodesk的新近協(xié)作,以及在.NET內(nèi)對eXtensible Application Markup Language(XAML)的支持,是Microsoft在平臺方面對PLM與日俱增的支持的兩個示例。

07年11月,Autodesk宣布意欲將其用于瀏覽設(shè)計數(shù)據(jù)的輕量級格式—Design Web Format(DWF)與利用XML Paper Specification(XPS)的Windows Vista進行集成。這將會使Vista用戶具備在不需插件額外下載或特殊瀏覽軟件的情況下,瀏覽及處理2D DWF信息的能力。上述格式被命名為DWFx。

根據(jù)XPS規(guī)格公布的DWF內(nèi)容可以被自動打開,并且利用XPS Viewer在Vista中進行直接瀏覽。Floyd說:“在平臺方面,新文件瀏覽功能以及工作流功能將恰當(dāng)?shù)厍度胂到y(tǒng)中?！?

他還補充說:新功能起初將僅局限于2D瀏覽。并且由于該提議是在Microsoft的.NET 3.0 Framework下,通過Windows Update該功能可以自動升級到Windows XP或Windows 2000系統(tǒng)中。

XAML是一種在.NET的Windows Presentation Foundation中,用于用戶界面開發(fā)的代碼類型,目前XAML在PLM的舞臺上依然保持潛力。據(jù)Floyd的說法,Microsoft的獨立軟件供應(yīng)商(ISV)合作伙伴在不需額外安裝軟件的情況下,能夠利用XAML開發(fā)新型3D用戶界面以更適合Vista環(huán)境。CAD供應(yīng)商,諸如 SolidWorkers已開始利用基于XAML的3D演示進行實驗。

Floyd說,盡管如此,XAML依然是新鮮事物,并且很難替代已得到證明的3D可視化格式和來自PLM供應(yīng)商的軟件工具。

他說:“我們給合作伙伴提供的建議是如果你打算開發(fā)一種3D用戶界面,那么XAML正是你需要的技術(shù)。但是如果你試圖解決某個PLM的協(xié)作問題,這對于我們來說就是一個新的技術(shù),需要ISV專家們?nèi)ンw現(xiàn)他們的價值了。”

輕量級CAD 數(shù)據(jù)格式概覽

什么是數(shù)據(jù)格式技術(shù)?數(shù)據(jù)格式技術(shù)是指壓縮大型3D CAD文件成為更小的文件,并且可以通過通用的瀏覽器軟件對其進行瀏覽。

如何使用—某些PLM供應(yīng)商在基于Web的協(xié)作設(shè)計會議應(yīng)用程序中嵌入瀏覽器,以方便參加會議的所有人共同瀏覽。這些瀏覽器能支持多種3D格式,并可以獨立使用。另一些供應(yīng)商推出輕量級可視化產(chǎn)品的主要目的是拓寬協(xié)作設(shè)計范圍,這些產(chǎn)品增加了工作流和瀏覽權(quán)限等信息安全特征;某些供應(yīng)商如 Cimmetry,提供支持多種CAD的瀏覽器,而其自身不提供專有的CAD軟件;還有一些供應(yīng)商,如CoCreate,提供協(xié)作設(shè)計軟件,利用數(shù)據(jù)適配器以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)支持多種CAD軟件。

主要產(chǎn)品—包括Autodesk的DWF格式,UGS的JT格式,Adobe Systems所用的U3D格式,SolidWorks的eDrawings格式,Dassault所用的3DXML格式,PTC的 ProductView,以及Actify的.3D格式。

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