11 - 2003

Техническое обозрение Autodesk Inventor 7.0

Конструирование без ограничений

Гибкость проектирования

Редактор 3D Exchange Editor

База данных Adaptive Data Engine

Проверка сборок

Передовое геометрическое моделирование

Расширение данных проекта

Сотрудничество

Управление проектом

Продуктивность за один день

Ускоренный вывод графики

Документация и чертежная технология

Совместимость с AutoCAD-продуктами

Вспомогательные программы-расширения

Заключение

В данный обзор программы Autodesk Inventor входят следующие темы:

• Благодаря передовому подходу к работе конструктора Autodesk Inventor облегчает разработку, проектирование и черчение, позволяя конструировать без ограничений.

• Только Autodesk Inventor позволяет сочетать эффективность параметрического моделирования с гибкостью адаптивного черчения.

• Редактор 3D Exchange Editor можно использовать для редактирования импортированных моделей.

• Интегрированные в Autodesk Inventor сборочные механизмы делают возможной полноценную проверку работоспособности конструкции.

• Передовые средства геометрического моделирования предлагают функции для проектировочных работ в любой индустрии.

• Сегментированная база данных Adaptive Data Engine ускоряет процесс создания крупных сборок.

• Интегрированные функции Knowledge Vault и технология формирования семейств деталей позволяют накапливать и многократно использовать интеллектуальный капитал.

• Встроенные средства сотрудничества, допускающие одновременную работу над проектом нескольких пользователей, ускоряют производственный цикл.

• Пользовательский интерфейс и встроенная система Design Support System помогают добиваться высокой производительности в первый же день работы.

• Лучшая в индустрии система документации, взаимодействие с AutoCAD и передовая графика делают Autodesk Inventor оптимальной программой.

Конструирование без ограничений

Autodesk Inventor является самой высокопроизводительной программой трехмерного технического проектирования от компании Autodesk. Предлагая нечто гораздо большее, чем традиционные параметрические системы, программа совершенствует рабочий процесс по четырем направлениям:

• Сокращение времени проектирования.

• Расширение сотрудничества.

• Расширение совместного и повторного использования данных.

• Трехмерное проектирование становится доступным каждому, а не только специалистам-конструкторам.

В начало В начало

Гибкость проектирования

Autodesk Inventor полностью поддерживает методику параметрического моделирования, например, с использованием уравнений для создания взаимоотношений между деталями. Адаптивное же проектирование предлагает более эффективное и гибкое сопряжение деталей, не требуя написания сложных уравнений.

Адаптивная сборка

Autodesk Inventor использует ориентированную на сборку парадигму, что позволяет проектировать детали в контексте сборки без обращения к уравнениям, формулам и размерам. Пользователь только указывает, как должны сопрягаться детали, а программа автоматически позиционирует их и определяет размеры. Этот уникальный подход более удобен по сравнению с традиционными параметрическими системами и позволяет задавать деталям связи напрямую, независимо от последовательности их создания.

Пользователи Autodesk Inventor определяют компоненты не изолированно, а прямо в сборке — на основе деталей, с которыми они взаимодействуют.

Традиционный параметрический подход предполагает создание связей между деталями с помощью уравнений. Вы задаете ряд уравнений, которые и определяют форму детали (рис. 1).

Благодаря прямому адаптивному подходу в контексте сборки, Autodesk Inventor выходит за рамки параметричности: вы просто создаете поверхности, которые должны стыковаться друг с другом (рис. 2). Таким образом, не нужны уравнения, не надо соблюдать последовательность параметрических связей, которая так усложняет внесение правки (или делает ее вообще невозможной), если изменяется замысел конструктора.

Адаптивная компоновка

Адаптивная технология распространяется и на процесс компоновки. На начальной стадии проектирования, когда вы даже не всегда знаете, какой будет конечная форма некоторых деталей, предпочтительно использовать абстрактные конструкции, вроде простых 2D-чертежей.

Autodesk Inventor облегчает этот процесс, позволяя создавать сборки с деталями как в виде чертежей, так и в виде полноценных 3D-моделей, а также точно позиционировать детали относительно друг друга в соответствии с условиями сборки. Затем, по мере развития конструкции, Autodesk Inventor поможет вам задать изменения форм в чертеже, и эти изменения автоматически повлияют на взаимоотношения между деталями внутри сборки согласно требованиям к функциональности конструкции (рис. 3).

В начало В начало

Редактор 3D Exchange Editor

Конструктор редко начинает с чистого листа: большинство проектов представляют собой развитие или модификацию уже существующих концепций. Утилита 3D Exchange Editor предлагает средства для редактирования моделей, импортированных из других САПР-систем, чтобы использовать их в качестве основы для новых конструкций в Autodesk Inventor.

В начало В начало

База данных Adaptive Data Engine

В Autodesk Inventor реализована специальная сегментированная база данных Adaptive Data Engine для повышения эффективности работы с большими сборками. БД дает возможность быстро открывать огромные модели сборок и работать с ними, причем их можно открывать автоматически и частично, что также способствует повышению продуктивности.

Adaptive Data Engine хранит разные типы данных в едином файле, разбитом на сегменты. Этот механизм оптимизирует производительность системы, загружая только те сегменты, которые требуются для выполнения текущей операции, а затем по мере необходимости загружает другие.

В этом состоит одно из отличий Autodesk Inventor от традиционных систем технического проектирования, которые загружают все данные сборки (граничные плоскости, свойства, графику и т.д.) в основную память, даже если пользователю не нужен доступ к ним. В результате происходит выпадение страниц, система начинает подкачку данных, а производительность снижается.

Некоторые Windows-программы моделирования пытаются решить эту проблему за счет «облегчения деталей» и других способов, которые кэшируют статичную версию изображения сборки. Однако когда данные становятся неактуальными (а вы об этом не знаете) и требуют перезагрузки, то эти облегченные компоненты или подсборки порождают проблемы.

Механизм Adaptive Data Engine полностью ассоциативен, гарантируя постоянную актуальность всех технических элементов, в том числе сборок, подсборок, компонентов, чертежей и заметок.

В начало В начало

Проверка сборок

Готовая сборка должна корректно функционировать. Встроенные в Autodesk Inventor функции кинематики позволяют проверять ее ход и зазоры.

Большинство современных систем проектирования предлагают некоторые возможности для анализа движения, но польза от их применения ограничена параметрическими отношениями между деталями, а также одним-единственным уровнем древовидной структуры сборки. Адаптивная технология решает эти проблемы, устраняя параметрические отношения и представляя подсборки не как застывшие объекты, а как совокупность индивидуальных компонентов.

На рис. 4 показаны два положения блокировочного механизма: открыто и закрыто. Чтобы правильно определить функциональность конструкции шарнирного соединения, запорный механизм необходимо оценить в контексте полной сборки.

Autodesk Inventor поддерживает модуль Dynamic Constraints Engine, помогающий быстро создавать сборки и проверять конструкцию путем перетаскивания компонентов с целью симуляции сложных механизмов.

Указанный модуль позволяет определять шарнирное соединение адаптивно, чтобы можно было точно вычислить полный диапазон его хода в рамках сборки, в которой он используется. Таким образом, вы можете создавать виртуальные прототипы всей конструкции, сводя к минимуму или вообще устраняя необходимость создания физических прототипов.

В начало В начало

Передовое геометрическое моделирование

Autodesk Inventor включает весь массив функций твердотельного моделирования для создания сложных деталей.

Моделирование начинается в эскизном модуле Dynamic Sketcher, который с помощью линий, дуг и сплайнов интерактивно и интеллектуально задает профили. На ходу логически вычисляя взаимоотношения между деталями, Dynamic Sketcher задает ограничения в процессе конструирования. Эскиз сохраняет заданные определения и может быть исполнен методом протягивания: вы можете протягивать элементы эскиза в режиме реального времени, причем элементы следуют заранее определенным для них правилам.

Для создания сложных свойств твердотельных деталей, а также промежуточных свойств поверхностей, которые могут быть использованы при создании еще более сложных свойств, имеются функции экструзии, вращения, лофтинга и развертки. С их помощью можно создавать такие сложные формы, как плавные и резкие спады-подъемы поверхности со множеством вершин, фаски, отверстия, ребра и решетки жесткости, оболочки с изменяющейся топологией и катушки.

Свойства могут определяться применительно к отдельным компонентам или в контексте сборки. Все свойства полностью параметрические и могут определяться и редактироваться в среде адаптивного проектирования.

В начало В начало

Расширение данных проекта

При использовании в проекте накопленного интеллектуального капитала традиционные системы моделирования на основе свойств полагаются на скрипты и «пользовательские определения». Хотя с технической точки зрения такой подход работает нормально, он слишком сложен в реализации и потому редко применяется в производственных целях.

Autodesk Inventor решает эту проблему с помощью интегрированного хранилища знаний Knowledge Vault — набора утилит, позволяющих заносить, сохранять и повторно использовать встроенные в проект знания. Сюда входят Engineer’s Notebook, iMates, Composite iMates, iFeatures и iParts.

Чтобы описать замысел проекта, достаточно внести определения в iParts или iFeatures. Утилита iFeatures автоматически открывает управляемый мастером интерфейс, представляя вам только относящиеся к делу размеры или параметры. Вы можете дополнительно сократить ввод данных, ограничившись определенным диапазоном или набором отдельных значений.

Этот интерфейс распространяется и на создание таблиц с семействами деталей в iParts, обеспечивая тот же уровень гибкости при выборе (или ограничении) параметров, используемых для управления членами этих семейств.

Чтобы распространить принцип повторного использования элементов и на сборку, вам нужно будет указать, как свойства деталей должны будут вести себя в сборке. Для этого следует создать iMates — именованную коллекцию топологии свойств, атрибутов, переменных и параметров. Интерфейсы частей проекта, в которых производится размещение и прием, делают позиционирование сборки очень несложным процессом. В iMates вы можете указать совместимость для нескольких компонентов, что при необходимости позволяет заменять одни детали другими.

Engineer’s Notebook — новый инструмент для внесения заметок относительно замысла проекта — дает возможность привязывать заметки к снимкам модели. Модель в этом случае можно заморозить или сделать ее динамически обновляющейся в процессе моделирования. А возможность включения WAV- и AVI-файлов превращает заметки в идеальное средство общения между членами конструкторской команды.

Engineer’s Notebook преодолевает ограничения других САПР-систем, которые, хотя и хороши для записи геометрии, но не позволяют вносить пояснения по замыслу проекта или по поводу принятия тех или иных решений.

В начало В начало

Сотрудничество

Многопользовательский режим программы Autodesk Inventor дает возможность всем членам команды работать над проектом одновременно.

Централизованная сервисная служба Autodesk Streamline позволяет заводить учетные карточки, привлекать людей для участия в проекте и за считанные минуты публиковать чертежи, незамедлительно предоставляя информацию всем участникам. К тому же эта информация может быть персонализирована: каждый член команды будет видеть именно то, что ему необходимо. Сотрудничество через Web, возможность просмотра тех или иных частей по первому требованию, персонализированные виды и разметка — все это позволяет оптимизировать процесс, задавая ему нужный темп.

В начало В начало

Управление проектом

Возможностями Autodesk Inventor могут пользоваться даже те члены команды, которые не имеют самой программы. Утилита Design Assistant позволяет практически всем участвовать в работе над проектом: отслеживать изменения, редактировать атрибуты и т.д.

Проект можно разбить на мелкие, легко управляемые части — каждая со своим рабочим пространством и с общими для рабочей группы каталогом и библиотеками стандартных деталей. Каждый из членов команды имеет возможность опробовать альтернативные варианты конструкции в собственном изолированном рабочем пространстве, не создавая помех системе в решении задач, определенных ранее.

В начало В начало

Продуктивность за один день

Autodesk Inventor сразу же обеспечивает реальную производительность, что позволяет даже самому неопытному пользователю продуктивно работать в среде 3D-проектирования. Этому способствуют пользовательский интерфейс и система Design Support System — вы садитесь за рабочую станцию и выдаете результат в первом же сеансе.

Пользовательский интерфейс жестов

Autodesk Inventor предлагает пользовательский интерфейс жестов с быстрой реакцией, помогающий развивать максимальную производительность как профессионалам, так и новичкам.

Такой интерфейс позволяет работать методом протягивания. Например, протягивая контур экструзии, вы интерактивно задаете ее глубину. В динамической среде черчения вы можете таким же образом сжимать и растягивать элементы эскиза, которые изменяются в режиме реального времени и ведут себя согласно установленным для них правилами. Чтобы создать дугу, достаточно выбрать команду Line, нажать кнопку мыши и протянуть. Протягивая деталь в сборке, вы назначаете ей ход в установленных для нее пределах.

В основе высокопроизводительной системы интерактивного черчения лежит простой принцип — «указывай и щелкай».

Система Design Support System

Система DSS (Design Support System) в Autodesk Inventor помогает в освоении программы и повышении продуктивности вашей работы.

Прежде для того, чтобы освоить САПР, требовался длительный курс обучения, поэтому с такими системами работали исключительно профессионалы. И даже с появлением САПР нового поколения на базе Windows на освоение программы все равно уходит много времени, вследствие чего пользователи стараются учиться в процессе работы над реальными проектами.

Именно в расчете на это и создана встроенная в Autodesk Inventor система DSS — всеобъемлющее средство обучения, поддержки, обратной связи и восстановления, которое способствует продуктивной работе начинающих пользователей, не создавая при этом неудобств квалифицированным работникам.

Комбинация инструментов, функций и команд DSS предлагает следующие преимущества:

• Интерактивные обучающие программы помогают новичку развить производительность с первых же минут работы. Для более глубокого изучения система DSS предлагает курс Autodesk Official Training Courseware.

• Встроенные в пояснения функции позволяют запускать команды непосредственно из пояснительного текста.

• Можно вызывать справки по любой теме в рамках активной команды.

• Встроенная анимация, доступ к которой осуществляется нажатием правой кнопки мыши, подсказывает, как работают те или иные функции.

• Интеллектуальная архитектура обработки ошибок и система восстановления позволяют либо решать проблемы в процессе работы, либо откладывать их решение на более поздний срок.

• Палитра Visual Syllabus включает информацию о перспективе проекта и производственном процессе, на основе которой предлагает подсказки по повышению продуктивности работы.

• Новая утилита Design Doctor руководит действиями пользователей при решении любых проблем, возникающих при создании моделей.

В начало В начало

Ускоренный вывод графики

В Autodesk Inventor включен специальный графический механизм на базе OpenGL, который сводит к минимуму объем отображаемой на экране информации. Поэтому по четкости и скорости прорисовки изображений Autodesk Inventor превосходит конкурирующие системы, особенно в работе с крупными сборками. С целью ускорения рабочего процесса на экран выводится только необходимая информация.

Графика в Autodesk Inventor имеет следующие преимущества:

• Алгоритм оперативного упрощения сокращает или увеличивает количество полигонов в зависимости от масштаба объекта.

• В процессе интерактивного поворота динамически изменяется уровень детализации.

• Невидимые области, оказавшиеся вне пределов экрана или за другими компонентами, не прорисовываются.

Все графические операции в Autodesk Inventor оптимизированы для ускорения интерактивной обратной связи, что позволяет значительно сократить сроки создания проекта.

В начало В начало

Документация и чертежная технология

Autodesk Inventor включает Drawing Manager — полную систему документации, которая помогает переводить проект из 3D-моделей в 2D-чертежи и выполнять больший объем работы за то же время.

Drawing Manager поддерживает стандарты ANSI, DIN, ISO и JIS, а также позволяет создавать собственные стандарты. Таким образом отечественными разработчиками (партнерами Autodesk) уже созданы библиотеки по ГОСТ. Средства простановки размеров и создания аннотаций позволяют быстро придавать чертежам завершенный вид. При этом вы используете меньше команд и располагаете более гибкими возможностями форматирования.

Чем крупнее становится проект, тем больше времени уходит на генерирование видов. Drawing Manager ускоряет расчет видов на многопроцессорных компьютерах. Программа выводит вид на экран, а пересчет производится в фоновом режиме, поэтому вы можете выполнять другие задачи, не дожидаясь появления прежнего вида.

В начало В начало

Совместимость с AutoCAD-продуктами

Совместимость с файлами программ AutoCAD, AutoCAD Mechanical и Autodesk Mechanical Desktop составляет одну из ключевых особенностей Autodesk Inventor.

Autodesk Inventor считывает и записывает 2D-геометрию AutoCAD напрямую, так что пользователи Autodesk Inventor могут свободно сотрудничать со всеми клиентами и поставщиками, использующими формат AutoCAD DWG. Программа переводит модели Mechanical Desktop в свой формат в процессе их открытия, и при переводе полностью сохраняется предыстория модели.

Будучи OLE-клиентом и сервером, Autodesk Inventor предлагает возможности связывания и внедрения моделей или сборок, созданных в Mechanical Desktop.

В начало В начало

Вспомогательные программы-расширения

Компания Autodesk разработала программу ICAP Inventor Certified Applications Program), которая будет обеспечивать интеграцию в Autodesk Inventor лучших в своем классе вспомогательных приложений. API-интерфейсы Autodesk Inventor, применяющие механизмы COM (Component Object Model) и OLE, обновляются при каждом успешном релизе программы.

Стратегия Autodesk Inventor API позволяет разработчикам использовать существующие вспомогательные программы. А поскольку в API применяются стандартные, общие для всей индустрии компоненты и языки программирования, то партнеры-разработчики могут привлекать талантливых специалистов из самых разных областей.

В начало В начало

Заключение

Задачи, которые решает Autodesk Inventor в начале нового тысячелетия, крайне важны. Это — высокая эффективность работы, максимальное использование интеллектуального капитала, сотрудничество в пределах всего предприятия и возможность проектирования больших устройств.

Высокая эффективность работы

Autodesk Inventor позволяет быстро и легко достичь высокой продуктивности — с данной программой могут успешно работать даже неспециалисты. Благодаря этим качествам Autodesk Inventor дает возможность возвратиться к своей работе талантливым конструкторам, которые выпали из современного процесса проектирования из-за сложностей с освоением программ проектирования.

Конструирование — это процесс перехода от высоких концепций к деталям нижнего уровня. Autodesk Inventor является не просто программой электронного черчения, а полноценной системой проектирования, включающей очень гибкие адаптивные средства компоновки, которые позволяют конструктору работать как на уровне концепции, так и на уровне деталей. Конкурирующие же САПР-системы работают только на уровне деталей, предоставляя вам самим строить из них общую конструкцию, а затем модели.

Autodesk Inventor — первая САПР-система, которая полностью интегрирует проектирование и моделирование в контекст сборки. Все остальные САПР-продукты представляют детали в виде «склеенных» между собой застывших объектов. Механизм адаптивного моделирования Autodesk Inventor позволяет свободно изменять размеры и позицию деталей в процессе работы над конструкцией. Когда будут соблюдены все критерии и конструкция начнет принимать монолитную форму, функционируя именно так, как вы хотели, то адаптивность постепенно можно отключать.

Творческая работа должна приносить радость. В этом плане Autodesk Inventor — настолько дружественная и интуитивно понятная программа, что работа с ней доставит вам истинное удовольствие.

Расширенное использование данных

Autodesk Inventor включает специальное хранилище информации Knowledge Vault, позволяющее превращать сложный интеллектуальный капитал в легко доступные, разложенные по полочкам элементы, формировать семейства деталей, чтобы эти детали можно было перетаскивать в пространство проекта, причем для этого ничего не надо программировать. Другие системы проектирования требуют либо создания библиотек с обозначенными пользователем элементами, либо написания вспомогательных программ посредством языков программирования. Knowledge Vault предлагает огромные возможности в многократном использовании интеллектуального капитала проекта.

Программа Autodesk Inventor совместима с AutoCAD Mechanical, Autodesk Mechanical Desktop и AutoCAD — самыми распространенными сегодня средствами, с помощью которых производится накопление подобной информации.

Работа с крупными проектами и производительность

Проблему работы с огромными сборками Autodesk Inventor решает с помощью сегментированной базы данных, предлагая высочайшую в мире вместимость и производительность, а также с помощью специального механизма вывода графики OpenGL, самого быстрого и интеллектуального в отрасли. Благодаря включению средств сотрудничества Autodesk Inventor предлагает командам конструкторов широкие возможности для работы над отдельными компонентами без ущерба для совместной деятельности всей команды.

Итак, Autodesk Inventor знаменует собой поворотный пункт в эволюции САПР, предоставляя всем и каждому такие функциональные особенности, которыми до сего времени были доступны лишь профессионалам высокого класса.

В начало В начало

«САПР и графика» 11'2003