12. CAD軟件在設(shè)計數(shù)據(jù)處理上的三個臺階的討論

  作為CAD軟件，主要目標(biāo)就是完全支持人的設(shè)計過程，但是完全支持談何容易。不容易 是一方面，軟件能力在大步前進(jìn)也是事實(shí)。在軟件的技術(shù)進(jìn)步過程中，大體有下面幾個階段， 說明CAD軟件越來越像人的思維。

    12.1 參數(shù)驅(qū)動(Parameterdrive)

  這是從實(shí)體建模進(jìn)展到特征建模，在模型控制能力上的一個進(jìn)展。
  模型是用有限個特征組合而成、特征之間由可調(diào)整的參數(shù)進(jìn)行位置控制、特征自己也具有可控制的參數(shù)、特征的基礎(chǔ)輪廓也同樣被有限個參數(shù)所約束。
  這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就造成了從基礎(chǔ)輪廓到模型整體，全部是由可有限級的、有限數(shù)量的參數(shù)進(jìn)行控制的。其中，參數(shù)與被控制對象之間的關(guān)系，一般是一對一的關(guān)系；而一個參數(shù) 也可以引用另一個參數(shù)，并使用表達(dá)式定義他們之間的關(guān)系。這就是“驅(qū)動”。在設(shè)計構(gòu)思 改變，需要對模型進(jìn)行修改的情況下，需要從參數(shù)的值或者計算表達(dá)式入手，然后造成被驅(qū) 動的特征的改變，最后完成模型改變。

    12.2 關(guān)系牽動(Nexusdriven)

  參數(shù)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)了模型結(jié)構(gòu)能被方便地改變，但是，造成這些修改的原因是什么？這個原因可能能造成哪個結(jié)構(gòu)的改變？這些事情可就不能利落地被參數(shù)驅(qū)動模式解決。參數(shù)驅(qū)動雖 然也可能用表達(dá)式來表現(xiàn)“關(guān)系”，但需要用戶自己維護(hù)這個表達(dá)式，而且也不方便。

  關(guān)系，包括裝配關(guān)系、位置關(guān)系、數(shù)據(jù)關(guān)系、形狀關(guān)系…
  牽動，是說能夠完全突破一對一的模式，可以順利造成多層次的關(guān)聯(lián)，真正做到“牽一發(fā)而動全局”…對于Inventor現(xiàn)有功能，主要表現(xiàn)在：

 1）利用跨零件投影，實(shí)現(xiàn)基于形狀關(guān)系的牽動效果；

 2）利用裝配約束，實(shí)現(xiàn)基于裝配關(guān)系的尺寸牽動效果；

 3）利用衍生模型的繼續(xù)建模，實(shí)現(xiàn)基于繼承關(guān)系的形狀與尺寸牽動效果；

 4）利用衍生曲面并作為新模型的基礎(chǔ)條件，實(shí)現(xiàn)基于主模型的牽動效果；

 5）利用草圖和草圖裝配，實(shí)現(xiàn)基于概念結(jié)構(gòu)的牽動效果；

   而上述方法，實(shí)際上在很早的Inventor版本中就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。可見，Inventor早已真 正突破了參數(shù)驅(qū)動的技術(shù)模式，進(jìn)入到了關(guān)系牽動的級別。

   12.3 知識牽動(Knowledgedriven)

  關(guān)系牽動實(shí)現(xiàn)了一連串的、基于裝配關(guān)系和結(jié)構(gòu)關(guān)系的改變控制，但是，到底需要改變多少才是合適的？怎樣符合標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)規(guī)則？這就不是參數(shù)驅(qū)動、甚至關(guān)系牽動所能解決的問題了。這里邊必須有“知識”的內(nèi)容。

  常規(guī)條件下，相關(guān)知識存在于設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)手冊、專業(yè)課書，或者有經(jīng)驗(yàn)的工程師的 腦子中。如果將這些能夠放在軟件中，并且與實(shí)際模型結(jié)構(gòu)造成牽動關(guān)聯(lián)的關(guān)系，就可能實(shí) 現(xiàn)知識牽動這種更為接近人的、更高層次的結(jié)果了。

  對于前述螺紋連接的例子，是典型的處理過程。在全部設(shè)計過程中：

 ◆我們并沒有接觸幾何模型的參數(shù)；

 ◆我們并沒有直接進(jìn)行裝配和添加裝配約束；

 ◆我們僅是輸入自己的設(shè)計約束條件，然后按軟件的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。
   在全部的設(shè)計修改過程中：

 ◆我們并沒有直接修改幾何模型的參數(shù)；

 ◆我們僅是輸入新的的設(shè)計約束條件，然后按軟件的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。
   可見，從設(shè)計要求、到工程計算校核、到標(biāo)準(zhǔn)件選用、到連接結(jié)構(gòu)設(shè)置、到確定連接位置、到插入標(biāo)準(zhǔn)件、到創(chuàng)建相關(guān)零件上需要的孔、到添加裝配約束…在這一整套過程中， 我們只做了只有我們才可能做的事情，其余全部由軟件接過去了、自動化了。

   這樣，工程師將專注于設(shè)計條件的建立和結(jié)果的確認(rèn)；工程條件的調(diào)整以及結(jié)果的確認(rèn)，而中間的一系列繁雜的過程，因?yàn)檐浖�具有足夠�(qū)�業(yè)的相關(guān)“知識”，而且能借用Inventor 的能力實(shí)現(xiàn)“牽動”，因此就圓滿地解決了螺紋連接設(shè)計全程支持的基本邏輯關(guān)系和能力。

      13. 展望

   作為Inventor的組成部分，F(xiàn)unctional design這部分功能組合表現(xiàn)出了明確的“知識牽動”的特色，這只是巨輪之桅桿的頂部，但已經(jīng)可見巨輪之大。在任何設(shè)計過程中，總是“突破一點(diǎn)、連點(diǎn)成線、組線成網(wǎng)、結(jié)網(wǎng)成面、圍面成體”這樣種由淺入深逐漸完善的過程。CAD軟件的發(fā)展過程也同樣是如此。作為更像人的思維的知識驅(qū)動模式，必將在所有的三維CAD軟件中得到重視和普及，而作為率先開始做出這類功能的AutodeskInventor，也必將在這個方向上表現(xiàn)出帶領(lǐng)的作用。
            
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