T-FLEX CAD 12: взгляд изнутри

Сергей Бикулов

«На этом я мог бы закончить презентацию»,  — пошутил Сергей Козлов, директор по разработке компании «Топ Системы», после шокировавшей аудиторию демонстрации на недавнем осеннем семинаре компании новой версии T-FLEX CAD 12 в начале своего доклада, посвященного возможностям этой популярной российской САПР. На большом экране зала презентаций он с легкостью вращал модель и манипулировал деталями в трехмерной сборке, состоящей из 50 станков, в каждом из которых десятки тысяч деталей, без какого-либо упрощения или потери качества изображения. И всё это на компьютере хотя и с современным, но отнюдь не самым быстрым процессором и графической картой стоимостью всего около 5 тыс. руб. «И без дальнейшей демонстрации, а в ней я покажу еще немало интересных новинок 12-й версии, — продолжил Сергей Козлов, — понятно, почему пользователям T-FLEX CAD имеет смысл перейти на новую версию, а тем, кто работает в других системах, — призадуматься».

Скорость, скорость и еще раз скорость!

Новая трехмерная графика, более подробно о которой будет рассказано далее, стала отнюдь не единственным объектом повышения производительности в T­FLEX CAD 12. Разработчикам системы удалось ускорить практически всё: инсталляцию и обновление программы, запуск системы, открытие файлов деталей и сборок, пересчет моделей,  генерацию чертежей по моделям, работу внутри команд, создание и редактирование больших трехмерных сборок, двумерное черчение. Причем это ускорение весьма существенно — в ряде областей оно в разы превосходит то, что было в системе раньше или существует в других САПР. И это еще без учета распараллеливания вычислений для многоядерных систем. На последних система будет работать еще быстрее. Большое количество функций системы — от загрузки файлов до пересчета моделей и создания по ним чертежей — получают значительное дополнительное ускорение на многоядерных процессорах. При этом заметно снизились требования системы к оперативной памяти, что позволяет работать с более крупными проектами на тех же самых компьютерах.

Обновленная графика T-FLEX CAD 12 устанавливает рекорды скорости

Для достижения такого результата разработчикам потребовалось приложить серьезные усилия для анализа различных аспектов организации кода, его кропотливой переработки и оптимизации. И судя по всему, труд оказался не напрасным. По результатам сравнительного тестирования T­FLEX CAD 12 является сегодня по многим параметрам одной из самых быстрых, если не самой быстрой  системой проектирования в мире.

Что это означает для пользователей — очевидно. Проекты, работа над которыми ведется в T­FLEX CAD 12, могут быть завершены быстрее, чем где бы то ни было еще. Нужно внести правку в проект? Секунды на загрузку системы, секунды на загрузку проекта,  меняем необходимые параметры какой­нибудь детали, обновляем за секунды чертежи, спецификацию и сохраняем. Сделано!

«Внимательно проанализировав то, что происходило на рынке на протяжении последнего времени, мы обнаружили, что практически все ведущие компании в области разработки САПР загнали сами себя в жесткий годовой цикл по выпуску новых версий своих продуктов», — отмечает Сергей Кураксин, генеральный директор компании «Топ Системы». — В принципе, это естественно с точки зрения оптимизации доходов, которые поступают от лояльных платежеспособных клиентов. Однако столь короткий срок недостаточен для серьезных переделок или доработок в таких больших и сложных программных комплексах, какими являются современные САПР. Ведь необходимо не только реализовать новинки, но и добиться их стабильной работы, да еще в составе всего комплекса. В итоге в последнее время списки новых возможностей большинства систем состоят в основном из различных косметических правок и несущественных улучшений, а сами разработчики фактически остановились на месте в своем качественном развитии. Всё это, в общем­то, понимают и сами компании, пытаясь хоть как­то выправить ситуацию представлением весьма спорных сегодня и по большей части маркетинговых технологий вроде «облачных» вычислений или так называемого прямого моделирования. Некоторые компании занимаются банальным ребрендингом, выдавая за совершенно новый, «революционный» продукт очередное обновление старой программы. А кому­то просто еще многое нужно сделать, чтобы выйти на приемлемый уровень, соответствующий современным профессиональным САПР. Поэтому уже несколько лет назад мы поняли, что в технологическом плане текущая версия T­FLEX CAD имеет определенный временной запас, и решили пойти по­другому пути: временно пожертвовать частью доходов, но выйти из этой ежегодной гонки с новыми версиями и заняться такой качественной переработкой системы, которую невозможно реализовать за годичный цикл выпуска. Сегодня мы можем твердо заявить, что хотя, наверное, за последние пару лет мы и не досчитались какой­то части прибыли, но нам удалось добиться главного. У нас есть программа, которой по плечу решение сложнейших задач проектирования на качественно новом уровне, и мы с гордостью представляем сегодня T­FLEX CAD 12 нашим клиентам».

Новые инструменты черчения помогают быстрее оформлять чертежи

Но вернемся к трехмерной графике. Не секрет, что большая часть доходов от продажи графических плат для компаний, работающих в этой области (речь идет прежде всего о NVIDIA и AMD), поступает от огромного числа пользователей, играющих в различные компьютерные игры. Об этом, в частности, говорит тот факт, что при выпуске очередного нового графического процессора сначала всегда идет представление и производство игровых карт, в то время как так называемые профессиональные карты еще долгое время оснащаются графическим процессором предыдущего поколения. Поэтому повышение производительности именно игровых программ стало основной целью разработчиков видеокарт в плане развития и совершенствования технологий. 

Системы проектирования тоже требуют высокопроизводительной графики, однако характер использования видеокарт для решения задач в играх и САПР различен, поэтому, как правило, разработчики игр применяют как раз те функции, которые получают технологические новинки, а разработчики систем моделирования — другие, проверенные, но разработанные давно и потому не способные обеспечивать существенный выигрыш в новых поколениях графических карт.

Тем не менее компания «Топ Системы» решила попробовать использовать в T­FLEX CAD новые графические игровые технологии. Это была большая исследовательская работа, в том числе в партнерстве с компанией NVIDIA, ведущим производителем графических карт, — масштабная переделка и серьезный риск, поскольку раньше никто ничего такого не разрабатывал, и просто могло не получиться. Однако компания добилась успеха. T­FLEX CAD 12 основан на собственном новом графическом движке, который обеспечивает значительный рост скорости трехмерной графики (в ряде случаев десятикратный и более), и обладает хорошими перспективами к дальнейшему совершенствованию.

Рост производительности, естественно, отразился на комфортности работы в системе с большими и сложными проектами. Появились и новинки в области графики, такие как новые способы визуализации, панорамное вращение, специальные виды сечений, различные техники наложения текстур, новые настройки управления качеством изображения, индивидуальные настройки метода визуализации для каждого тела, вывод на печать трехмерных элементов оформления и др.

Всё вышесказанное позволяет дать однозначные рекомендации пользователям T­FLEX CAD: переход на 12­ю версию заметно ускорит вашу работу, а если вы еще и оснастите свое рабочее место компьютером с современным многоядерным процессором и хорошей графической картой последнего поколения, то, без сомнения, будете приятно удивлены.

Параметризация — она такая разная

Набор основных маркетинговых клише у всех поставщиков САПР сегодня практически один и тот же: у нас профессиональная система, она решает задачи из любой области, обладает мощными параметрическими возможностями. Однако если копнуть глубже, то на поверку оказывается, что содержание, которое вкладывается в то или иное понятие, может существенно различаться. В частности, это относится к такому термину, как параметризация. Как следствие, могут значительно различаться и возможности систем по решению тех или иных задач.

Кто­то под параметрическим моделированием понимает сохранение истории создания модели с возможностью изменения исходных данных, кто­то — задание геометрических зависимостей между элементами чертежа или модели. Другие расширяют это понятие возможностью назначения переменных на параметры модели. В общем разброс большой, и для того, чтобы действительно оценить возможности системы, пользователям нужно разобраться в их сути.

В свое время, выйдя на рынок, T­FLEX CAD фактически стала первой в мире системой с параметрическими возможностями. До того момента задавать какие­либо связи между элементами чертежа можно было только посредством трудоемкого программирования. Редактор переменных, в котором можно определять различные зависимости между параметрами, представленный недавно в новейших версиях систем AutoCAD и SolidWorks, как будто скопирован с той функциональности, которая была в T­FLEX CAD еще в середине 90­х годов. Но с тех пор компания «Топ Системы» не стояла на месте.

Сечения позволяют работать с деталями внутри изделия

Параметрическое распределение изображения по слоям; пользовательские диалоги для ввода параметров, механизм коннекторов, позволяющий не только увязывать параметры деталей между собой, но и автоматически определять их положение; адаптивные фрагменты, основанные на использовании геометрических объектов в виде параметров; задание параметров посредством графиков; большой набор специализированных функций для задания зависимостей и отбора значений измерений; параметрические спецификации — вот малая часть той функциональности в области параметризации, которая появилась за последние годы в T­FLEX CAD, а в других системах либо вообще отсутствует, либо имеет ограниченную реализацию. 12­я версия T­FLEX CAD продвинулась еще дальше.

Теперь при работе с многоуровневыми сборками пользователю не требуется проходить через все уровни сборки, чтобы поменять значения внешних переменных фрагмента нижнего уровня. Параметры фрагментов любого уровня вложенности можно редактировать непосредственно в контексте сборки высшего уровня.

Для задания значений внешних переменных 3D­модели теперь можно создавать так называемые  пользовательские манипуляторы и с их помощью изменять в сцене параметры модели, а также задавать параметры деталей при добавлении в сборки. Поддерживаются различные типы манипуляторов: линейные, радиальные, угловые и манипуляторы, задающие список допустимых значений.

3D­размеры, проставленные внутри документа детали, теперь можно «поднимать» в сборку. Они могут быть использованы не только для оформления, но и для того, чтобы управлять размерами модели посредством задания значения этих размеров.

Новый механизм под названием Smart Fragment («умный» фрагмент) позволяет разрабатывать параметрические библиотечные элементы, сценарий вставки которых описан в программе, хранящейся непосредственно в файле данного библиотечного элемента или во внешнем модуле (DLL). Такие «умные» фрагменты позволяют создавать специализированные пользовательские интерфейсы для различных случаев использования.

Заметное развитие в T­FLEX CAD 12 получили библиотеки стандартных элементов. Помимо того что список элементов был существенно расширен и базы данных обновлены с помощью еще одной новинки 12­й версии — полностью переработанного редактора баз данных, теперь в диалоговое окно каждого элемента добавлено изображение чертежа, а ввод параметров осуществляется прямо по месту их расположения на этом чертеже. Оптимизирован выбор сочетаний параметров, а также улучшена поддержка нестандартных значений.

САПР на ядре Parasolid может очень многое

Что такое ядро геометрического моделирования и как зависит от него спектр возможностей конкретной САПР, никому уже рассказывать не нужно. Какими бы ни были пользовательский интерфейс программы, система команд, набор библиотек или поддержка стандартов, но если у САПР слабое ядро, то вы просто не сможете решать с ее помощью многие задачи. Что такое Parasolid, тоже всем известно. Это  ведущее сегодня ядро геометрического моделирования, которое применяется во всем мире на 40% рабочих мест, где установлены САПР. Оно встроено в такие известные программы, как NX, Solid Edge и SolidWorks. Владелец последней системы — компания Dassault — уже много лет обладает двумя собственными ядрами, ACIS и CGM, но не торопится переводить SolidWorks на них, продолжая использовать Parasolid — ядро своего основного конкурента — компании Siemens, что говорит о многом.

С помощью манипуляторов можно легко и быстро управлять параметрами модели

T­FLEX CAD 12 применяет для своих функций трехмерного моделирования именно ядро Parasolid, что дает пользователям системы возможность решать самые сложные задачи моделирования. Следует также отметить, что T­FLEX CAD 12 построен на Parasolid 24.1, новейшей версии ядра, и в настоящее время является единственной программой в мире на его основе, которая уже поставляется заказчикам. За счет использования Parasolid 24.1 значительно улучшилась обработка сложных случаев во всех видах сглаживания, булевых операциях, уклонах, оболочках и других 3D­операциях. В частности, стали обрабатываться различные случаи самопересечений поверхностей, касательные ситуации, повысилась точность вычислений геометрических объектов, во многих алгоритмах появилась поддержка многоядерности. Были добавлены различные новые опции в командах моделирования.

В целом многие функции моделирования получили в T­FLEX CAD 12 свое дальнейшее развитие. В выталкивании появились новые способы задания ограничений. В сглаживании добавлено много новых вариантов, а также реализован наглядный предварительный просмотр результата. В операции «Тело по траектории» предусмотрена возможность выбора способа интерпретации фиксирующего направления при использовании неплоской траектории. Полностью переработана команда создания пути трубопровода. Теперь она обладает более удобным интерфейсом и расширенной функциональностью. Новый функционал команды существенно облегчит работу инженеров, решающих задачи разработки трубопроводных и кабельных систем. Переработан интерфейс многих команд, в том числе сглаживания ребер и создания деформации сгибанием. Для задания параметров во многих местах теперь применяется специальный многоэлементный манипулятор.

При работе со сборочными моделями появился новый способ привязки деталей — «3D­расстановка». Новый механизм позволяет быстро создавать расстановки в 3D­сцене, используя специальные привязки к полу, стенам, потолку и горизонтальным поверхностям. При этом динамически работает проверка пересечений тел для обеспечения корректности расстановки элементов.

Двумерное черчение тоже можно совершенствовать

Важным аспектом любой системы проектирования по­прежнему остается двумерное черчение, включая оформление технических чертежей. Большинство проектов, как и раньше, заканчивается именно выпуском чертежей. Казалось бы, в этой области, учитывая многие годы разработки и применения систем проектирования, уже сложно создать что­то новое, однако 12­я версия T­FLEX CAD отличилась и здесь. Хотя стоит отметить, что многие новинки уже находятся на стыке 2D­ и 3D­технологий, например получение чертежей в перспективной проекции или простановка на чертеже размеров и шероховатостей на основе элементов оформления, созданных непосредственно на 3D­модели. О некоторых новинках стоит рассказать подробнее.

Авторасстановка позиций спецификаций в T-FLEX CAD 12

Прежде всего, это серьезные доработки в спецификациях и новая возможность автоматической расстановки позиций. Много новых способов простановки было добавлено в команду создания осей. Появились новые типы размеров, а также расширен набор вариантов их привязки на чертеже. Существенно переработаны команды создания надписей и допусков формы, а также расположения поверхностей. Интерфейс команд стал более удобным. Все параметры редактируются прозрачно при помощи окна свойств. Все графические параметры (координаты, смещения) редактируются прямо в окне чертежа при помощи манипуляторов (маркеров). Существенно дополнена и функциональность команд. Элементы теперь могут иметь несколько стрелок, причем параметры стрелок одного элемента могут различаться. Каждая стрелка надписи теперь может иметь произвольное число точек излома, которые удобно редактируются в команде создания и редактирования  с использованием объектных привязок и окна свойств.

Для минимизации количества действий по оформлению чертежей введена возможность создания разрывов на чертежных видах. Механизм задания и применения разрывов на чертежных видах аналогичен применяемому в разрывах на 2D­проекциях.

Разработан новый инструмент так называемого группирования, позволяющий работать с набором разнородных элементов чертежа как с единым целым: выбирать, перемещать, копировать элементы чертежа как единый объект, задавать общие свойства и т.д. Использование групп позволяет упорядочить структуру чертежа и исключить нежелательное редактирование его отдельных элементов. Стоит отметить, что механизм групп можно применять и в трехмерном моделировании.

Реализована команда копирования свойств с существующих 2D­элементов, линий изображения, штриховок, обозначения вида, допусков. В команде работы с обозначением вида появилась возможность формировать обозначение сечения/разреза по геометрии 2D­пути. Таким образом, реализована возможность простановки сечения по дуге окружности, а также по сложной линии, включающей отрезки и дуги окружностей.

Был проведен целый ряд доработок для решения задач оформления и редактирования выносных видов, включая изменение длины видимой части копий линии изображения и обновление состава чертежного вида.

Десять причин для выбора T­FLEX CAD 12

В качестве дополнительных аргументов в пользу обновления системы пользователями предыдущих версий перечислим те положительные характеристики системы, которые выгодно отличают ее от предложений конкурентов:

1. В отличие от большинства других систем проектирования, T­FLEX CAD может генерировать полностью параметрические чертежи «с нуля», без создания 3D­модели. При этом количество параметрически связанных элементов ничем не ограничено. Можно создавать параметрические чертежи с десятками тысяч и более элементов.
2. T­FLEX CAD использует единую документную структуру. Вы можете хранить в одном файле всё, что участвует в вашем проекте, — трехмерные модели с различными видами, многостраничные чертежи, спецификации, графики, базы данных, данные приложений, таких как ЧПУ и Анализ. Это позволяет легко обеспечивать ассоциативность и целостность данных, а также легко организовывать работу с различными результатами. Ваш чертеж, полученный по 3D­модели, никогда не потеряется и будет всегда актуальным.
3. В отличие от многих разработчиков систем, вынужденных ограничивать функциональность во избежание конкуренции со своими же продуктами, относящимися к системам более высокого уровня, у компании «Топ Системы», разработчика T­FLEX CAD, такой проблемы нет. В системе полностью задействуются все доступные инструменты, в частности возможности ядра Parasolid. Кроме того, стандартная поставка системы уже изначально включает широкий набор дополнительных возможностей, которые в ряде конкурирующих систем доступны только в виде дополнительных модулей. Это и поверхностное моделирование, в том числе сглаживание граней, и деформация, и многие функции конечно­элементного и динамического анализа, и оптимизация, и модули импорта/экспорта, и большое количество бесплатных параметрических библиотек.
4. Моделирование в T­FLEX CAD предоставляет пользователю гибкие возможности. Можно либо непосредственно проектировать в 3D, получая затем чертежи по модели, либо создавать модели на основе уже существующих чертежей.
5. В T­FLEX CAD можно параметризовать всё — от любых численных или текстовых значений до цветов, слоев, видимости, материалов, состава сборок и т.д. Между параметрами можно назначать самые разнообразные связи, а также отбирать их из баз данных или принимать из внешних приложений.
6. Работа со сборочными моделями отличается высокой степенью устойчивости к модификации состава сборки или изменению топологии деталей. Эффективно реализованы как подход от деталей к сборке, так и работа в контексте сборки по технологии «сверху вниз».
7. В T­FLEX CAD существует бесплатный и доступный для всех пользователей API­интерфейс для разработки приложений и вспомогательных инструментов. Он предоставляет доступ практически к любой функциональности системы, позволяя гибко настраивать работу системы под свои нужды, ускорять различные специфические операции, создавать собственные продукты на основе T­FLEX CAD.
8. В T­FLEX CAD реализован ряд сложных моделирующих функций, отсутствующих в других системах, которые позволяют создавать невозможные в других системах объекты, в частности это относится к параметрическим телам по траектории и параметрическим массивам.
9. Стоимость системы гораздо ниже других профессиональных систем подобного класса. Меньше и сопутствующие затраты на обучение, техническую поддержку и обновление программы.
10. Для российских заказчиков система является «родной». В ней отсутствуют казусы с терминологией, поддержкой российских стандартов или плохо переведенной, а то и вообще не переведенной документацией. Поддержка осуществляется российскими специалистами, непосредственно связанными с разработкой программы.

САПР и графика 12`2011