Назад Go Back

АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА САПР, ИХ СОСТАВ, НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

English version
Фото Краюшкин Владимир Анатольевич (Национальный исследовательский университет "МЭИ")
Фото Лешихина Ирина Евгеньевна (Национальный исследовательский университет "МЭИ")
Фото Пирогова Марина Аркадьевна (Национальный исследовательский университет "МЭИ")


Аннотация

В статье рассмотрены вопросы организации, истории, современного состояния и перспектив развития аппаратного обеспечения современных систем автоматизированного проектирования (САПР), структура программного-аппаратного комплекса САПР, ведущие мировые производители технических средств и устройств CAD Workstation.



Ключевые слова: рабочая станция САПР, аппаратное обеспечение САПР, мультизадачные многопотоковые процессоры, графическая система, 3D манипуляторы, переферийное оборудование, видеокарта, сетевой интерфейс.

Со времени выхода последней в русскоязычной IT-прессе статьи авторов, посвящённой обзору состояния рынка рабочих станций САПР [1], прошло уже более десяти лет, многое в этой области существенно изменилось, и настало время вновь обратиться к теме аппаратного обеспечения САПР. Эта тема оказалась востребованной и при обсуждении проблем качества подготовки студентов технических ВУЗов в области графики и геометрии, без которой невозможно сформировать полноценного инженера, специалиста-конструктора и проектировщика сложных изделий. Применение современных программно-технических комплексов САПР в учебном процессе, на занятиях по графике и геометрии, стало повсеместным, термины «инженерная компьютерная графика» и «автоматизированное проектирование» – неразделимы, а преподавание основ графики и геометрии в техническом ВУЗе в наши дни уже трудно представить без использования автоматизированных средств создания чертежно-конструкторской документации и геометрического моделирования. Материалы вашей авторитетной конференции подтверждают этот тезис, и поэтому мы с пониманием откликнулись на предложение Оргкомитета КГП подготовить статью о современных аппаратных средствах САПР и перспективах их развития.

Рис. 1. Типовое рабочее место САПР среднего уровня

Типовая, "классическая", структура аппаратных средств САПР сложилась к середине 80-x годов XX века, и с тех пор особых изменений собственно структура не претерпела (рис. 1). Изменения в отношении компонент структуры аппаратных средств САПР состоят в основном в улучшении характеристик функционирования.

Классическая структура аппаратного обеспечения рабочего места САПР – это архитектура CAD Workstation – Рабочей станции САПР. Архитектура CAD Workstation включает в себя высокопроизводительный вычислительный блок для решения расчётных задач, быструю оперативную память, графический "акселератор" для решения задач визуализации CAD-моделей с выходом на высокоскоростной канал вывода графики, контроллер устройств ввода данных для работы с CAD-моделями, контроллер сетевых интерфейсов. Такая архитектура была принята уже для первых профессиональных CAD-рабочих станций типа Apollo Domain, HP 9000 Series 700, Sun Workstation, SGI, IBM IntelliStation, DECstation – еще в 90-е годы XX века. Каждая модель из упомянутых семейств рабочих станций САПР имела в своем составе мощный процессорный модуль (один или  несколько процессоров передовых для того времени архитектурных решений для высокопроизводительной потоковой обработки данных), оперативную память с возможностью поддержания рабочей области в гигабайтовом диапазоне, обязательное наличие мощного отдельного модуля графического акселератора или – для более поздних моделей –  наличие внутренней высокопроизводительной видеокарты, специализированные интерфейсы ввода графической информации. Каждая из упомянутых выше CAD Workstation обязательно комплектовалась одним или даже несколькими профессиональными ЭЛТ-дисплеями.  Уже в то время сложности задач 3D-моделирования в САПР требовали отказа от «слабых» 32-х разрядных операционных систем. Именно по этой причине в 90-х годах XX в. все рабочие станции профессиональных САПР оснащались 64-разрядными ОС Unix: Sun Solaris, HP UX, AIX, IRIX, Tru64 UNIX. Для индустриального профессионального применения САПР необходимость использования всех преимуществ 64-х разрядных ОС диктовала обязательность применения в качестве ЦПУ станции 64-х разрядных многопотоковых процессоров. В конце 90-х годов XX века такие процессоры разрабатывались как проприетарные ЦПУ для САПР-станций самими же компаниями-производителями рабочих станций или тесно аффилированными с ними в этих проектах компаниями-производителями ЦПУ: SPARC компании Sun Microsystems, MIPS, Motorola 6800 family, PA-RISC, Power, IA-64, Alpha AXP.  Эти мультизадачные многопотоковые процессоры, поддерживающие 64-х разрядные операционные системы, были на рубеже XX-XXI вв. единственно-возможными решениями организации работы с САПР-данными, САПР-прикладными задачами. Для высокопроизводительных конечных операций по подготовке изображения 3D-модели САПР остающейся мощности даже таких передовых ЦПУ уже не хватало и практически с самого начала САПР-станции включали интегрированное решение – графический акселератор, который и брал на себя всю работу по визуализации результатов работы САПР-приложений в режиме реального времени.   Для качественной визуализации результаты работы акселераторов выводились на экраны входящих в базовое оснащение САПР-станций ЭЛТ-дисплеев с повышенными эргономическими характеристиками. В качестве устройств ввода информации в САПР-станции комплектовались (базово) трёхкнопочными манипуляторами типа «мышь», а для профессиональных 3D-САПР рабочих мест (опционально) – многокоординатными 3D-позиционерами (Spaceball, Spatial Tracker).  Для хранения программного обеспечения, сохранения результатов вычислений и архивирования моделей САПР рабочие станции оснащались HDD-структурами RAID, достигавшими в локальном исполнении емкости 0.2-0.5 Тб. Ну и для промышленного применения САПР станций необходимо было реализовывать эти индивидуальные рабочие места в составе индустриальных сетевых сред совместного функционирования. К середине 90-х годов XX в. стандартные промышленные сети реализовывались на основе стека протоколов TCP/IP, а в качестве стандарта использовалась спецификация IEEE 802.3 – IEEE 802.3u, контроллеры которых были обязательными в составе рабочих станций САПР.

На рубеже веков произошли существенные изменения в области аппаратного обеспечения, которые привели к ещё большей типизации состава рабочих станций САПР при практически уже неизменной архитектуре, о которой было сказано выше. Технологические достижения микроэлектроники позволили освоить массовый выпуск мультиядерных 64-х разрядных процессоров, микросхем быстрой DDR-II, DDR-III памяти, разработать решения для внутренних высокоскоростных интерфейсов, стандартизованные внешние каналы передачи данных высокой производительности для PC-архитектур. Переход на мультиядерные 64-х разрядные ЦПУ для массовых архитектур PC привёл с неизбежностью к появлению и массовых 64-х разрядных «массовых» ОС: сначала Linux, а затем и 64-х разрядных версий Microsoft Windows. Всё это привело к возможности портировать высокопроизводительные индустриальные САПР рабочие места на массовые платформы. Эти технологические достижения и темпы их освоения для массового применения привели к тому, что разрядности и производительности, необходимые для САПР, которые ранее были реализуемы только на базе специализированных процессоров и в составе специально выпускаемых для САПР рабочих станций, стали доступны и в сегменте массовых решений на базе PC-архитектур.
Лидерами в разработке массовых процессоров для PC-архитектур, реализующих 2-, 4- и более ядер на одном кристалле являются Intel и AMD. Именно эти две компании доминируют сейчас на рынке процессорных платформ персональных ЭВМ. ЦП Intel и AMD, даже в самых бюджетных исполнениях, обеспечивают реализацию многопоточной обработки и параллельных вычислений с данными 64-128 бит в адресном пространстве 48-64 бита. Однако, для профессиональных рабочих станций процессоры Intel «считаются» более приоритетными, чем AMD. Для платформ PC на базе ЦП Intel и/или AMD в 64-х разрядном исполнении разработаны и активно используются в первом десятилетии XXI в. 64-х разрядные ОС, причём, как уже хорошо освоенные клоны Linux, так и варианты наиболее популярного семейства ОС для ПЭВМ Microsoft Windows. Таким образом, в первой декаде XXI в. вычислительные мощности 64-х разрядных архитектур ПЭВМ, дополненные полноценными 64-х разрядными персональными ОС   и применением быстродействующей DDR-памяти прямого доступа, по сути сравнялись с рабочими станциями XX века, а если оценивать ещё и доступность и стоимость новых ПЭВМ – то превзошли «старые» рабочие станции.
Портирование ядер индустриальных САПР с UNIX-платформ «старых» рабочих станций на ПЭВМ нового поколения представляло собой сложную задачу. Однако наличие кросс-платформенных эмуляторов и унифицированных трансляторов позволило решить эту задачу практически для всех основных поставщиков индустриальных САПР в кратчайшие сроки (1,5-3 года), а наличие и в прежние времена «усечённых» версий графических ядер для 32-х разрядных платформ Wintel у всех ведущих САПР-вендоров   ещё более упростило ее выполнение. В то же время, отсутствие к концу первой декады XXI века аналогичного реального качественного прогресса в мире 64-х разрядных промышленных Unix-рабочих станций у всех основных производителей такого рода оборудования (hp, IBM, Sun Micrisystems), и тем более – уход с ранка CAD Workstation компаний SGI и digital, означало только одно: теперь рабочие САПР-станции и для промышленного применения будут строиться на развитой платформе ПЭВМ.
Расчёт и моделирование САПР-овских моделей производится на ПЭВМ теперь с такой же производительностью, что и на классических CAD Workstation. Для сравнения можно ознакомиться с рейтингом (показателем производительности) различных платформ для типовых наборов примеров выполнения САПР-задач (например, OCUS benchmark version 6, см. [2]). Можно заметить, что все основные рекорды по производительности на типовых «тяжёлых» тестах САПР получены уже не на UNIX CAD Workstation, а на ПЭВМ под ОС Windows. В принципе, теперь уже под термином «рабочая станция» и «САПР-рабочая станция» понимают именно 64-х разрядную ПЭВМ, как правило – под управлением оптимизированной (на практике – сертифицированной вендором САПР) под CAD-приложения 64-разрядной ОС MS Windows.

Визуализация результатов работы САПР по-прежнему остаётся «тяжёлой» задачей, и по-прежнему эта задача не может быть эффективно решена за счёт ресурсов ЦПУ и ОЗУ. Как и прежде, в рамках классической структуры рабочей станции, эту задачу возлагают на выделенную графическую систему. Для ПЭВМ роль выделенной графической системы играют видеокарты. В этой области для ПЭВМ архитектур также произошли существенные эволюционные изменения: канули в лету карты на интерфейсе AGP, PCI и проч. Все современные графические карты, карты, использующие современные графические процессоры, используют только один тип интерфейса — PCI Express (PCIe или PCI-E). Модификации, вернее, расширения этого интерфейса - PCIe 1.0, пропускают данные на скорости 250 Мбайт/с на одну линию, что почти вдвое превышает возможности обычных слотов PCI. Максимально поддерживаемое слотами PCI Express 1.0 количество линий — 32, что дает пропускную способность до 8 ГБ/с. А слот PCIe с восемью рабочими линиями примерно сопоставим по этому параметру с быстрейшей из версий AGP — 8x. Что еще больше впечатляет при учете возможности одновременной передачи в обоих направлениях на высокой скорости. Наиболее распространенные слоты PCI Express x1 дают пропускную способность одной линии (250 Мбайт/с) в каждом направлении, а PCI Express x16, который применяется для видеокарт и в котором сочетается 16 линий, обеспечивает пропускную способность до 4 ГБ/с в каждом направлении. Дальнейшим развитием спецификации PCI Express является спецификация PCI Express 2.0. Вторая версия PCIe вдвое увеличила стандартную пропускную способность, с 2,5 Гбит/с до 5 Гбит/с, так что разъем x16 позволяет передавать данные на скорости до 8 ГБ/с в каждом направлении. В ноябре 2010 года окончательно утвердили спецификации третьей версии PCI Express. Хотя этот интерфейс обладает скоростью передачи 8 гигатранзакций/с вместо 5 Гт/с у версии 2.0, его пропускная способность снова возросла ровно вдвое по сравнению со стандартом PCI Express 2.0. Для этого применили иную схему кодирования пересылаемых по шине данных, но совместимость с предыдущими версиями PCI Express при этом сохранилась. Дальнейшее развитие по заявлению PCI Special Interest Group (PCI SIG) связано со стандартизацией   PCI Express 4.0 до конца 2016 года [3]. Ожидается, что он будет иметь пропускную способность 16 GT/s и более, то есть будет в два раза быстрее PCIe 3.0.

Столь высокие требования по производительности видеокарт требуют и высокой культуры изготовления компонент и, особенно, видеопроцессора (GPU).  К настоящему времени здесь также наблюдается доминирование только двух конкурирующих компаний – это всё тот же AMD и NVIDIA.  Каждая из этих компаний развивает свою собственную архитектуру графического процессора и семейств GPU на основе разработанной архитектуры.  Бурный рост предложений и непрерывное совершенствование технических характеристик видеокарт от AMD и NVIDIA только частично можно считать стремлением этих компаний удовлетворять запросы рынка САПР. Надо признать, что всё-таки существенно бОльшим «драйвером» совершенствования GPU в настоящее время является игровой рынок. С точки зрения наилучшей комбинации аппаратного обеспечения САПР рабочих станций видно, что первая разрабатывает свои профессиональные САПР-решения именно как изначально ориентированные на рынок САПР, в то время как AMD чаще «приспосабливает» свои игровые необходимо учитывать, для какого сектора рынка разрабатывалась та или иная видеокарта.  Дело в том, что расчёты 3D объектов для САПР и для игр различаются: каждая из задач использует свои библиотеки и алгоритмы расчёта 3D объектов: САПР применяют чаще библиотеки OpenGL, а игровые приложения - чаще DirectX. Для задач САПР существенно важно то, что из всех реализаций графических карт, даже самых производительных, реальное значение имеют те, которые оптимизированы под использование OpenGL, в то время как карты «игрового» направления оптимизированы под Direct X, даже если они используют один и тот же GPU. Лидеры рынка графических карт – NVIDIA и AMD -  выпускают высокопроизводительные модели своих графических карт, в которых реализована аппаратная поддержка обеих языков – и OpenGL (до 4.4-4.5 версий), и Direct X (до 12 версии включительно). Современные видеокарты для САПР рассматриваются только в передовых спецификациях PCIe3.0 (4.0)  для применения под разъём PCI Express x16. Наличие в составе профессиональных графических карт для САПР большого (до неск. тысяч) числа параллельных графических процессорных ядер и высокопроизводительной быстрой памяти GDDR5 требует обеспечения для таких устройств надёжного и стабильного питания с потреблением в десятки ватт и дополнительного свободного места внутри корпуса компьютера. В настоящее время все профессиональные графические карты выполняются в так называемом «двухслотном» форм-факторе. Компания NVIDIA в профессиональной линейке карт Quadro активно переходит от устаревающей референсной структуры Fermi к новым – Kepler, Maxwell и Maxwell-2 и перспективным Tesla, реализуя со всё большей производительностью OpenGL в этих семействах на базе использования своих оригинальных решений в CUDA. Новые NVIDIA Quadro Kxxxx, Mxxxx содержат на одной карте до 16 ГБ памяти SDDR5, до 3000 процессорных ядер, магистраль доступа к графической памяти шириной до 384 бит и пропускной способностью ~ 300 гигабайт в секунду (технические характеристики суперкомпьютера, а не внутреннего устройства ПЭВМ, каковым по сути является видеокарта).  Дальнейшее развитие в части производительности графических систем для САПР – приложений NVIDIA видит в освоении платформы NVIDIA MAXIMUS – мультипроцессорной «мультикарточной» архитектуры. Платформа NVIDIA MAXIMUS подразумевает параллельное и одновременное использование «связки» из двух и более профессиональных карт в составе одной рабочей станции с соответствующей поддержкой драйверов и системы управления потоком такой «мультикарточной» структуры.  Практическим примером такого концептуального подхода служит популярная по обзорам «связка» из карты NVIDIA Quadro Kepler5000  и Tesla K20. Архитектурная концепция компании AMD для профессиональных графических карт  - та же, что и для игровых карт AMD  – это GCN (Graphics Core Next): третья версия этой концепции, используемая в компании сейчас – это 28 нанометровая технология, на которой реализована архитектура RISC SIMD  и технология HyperZ (иерархическая Z-буферизация и Z-растеризация с 4 байтами на писксель), доставшаяся «в наследство» от ATI Technologies.  Новшества у AMD ожидается в части перехода в 2016-2017 году на новый 14-nm технологический процесс и реализации на этой основе четвёртой версии («итерации») всё той же GCN. Из простого сравнительного обзора лидеров в области графических карт – компаний NVIDIA и AMD – высокопроизводительные решения для «повторного» применения в САПР.

Рис. 2. Графические карты верхнего уровня AMD FirePro и NVIDIA Quadro

Что касается предложений для рынка аппаратных средств САПР, то передовая (на текущий момент пока) двухслотовая  карта от NVIDIA для САПР приложений  NVIDIA Quadro M6000, выполненная по технологии 28nm и содержащая 8 миллиардов транзисторов,  обладает следующими техническими характеристиками:  она  несёт на борту 12 ГБ SDDR5 и 3072 потоковых процессора, обеспечивает ширину шины памяти в 384 бита и пропускную способность в 317 Гбайт/с. Всё вместе в совокупности с поддержкой OpenGL позволяет выполнять графические вычисления с производительностью 7 Тфлопс.  В то же время прямой конкурент - передовая (на текущий момент пока) двухслотовая  карта от AMD для САПР приложений  -  AMD FirePro W9100, выполненная также по технологии 28nm, содержит 6,2 миллиардов транзисторов,  несёт на борту 16 ГБ SDDR5 и 2816 потоковых процессоров, обеспечивает ширину шины памяти в 512 бит и пропускную способность в 320 Гбайт/с. И только менее удачная оптимизация под OpenGL не позволяет этой карте уравняться в рейтинге с NVIDIA Quadro M6000: AMD FirePro W9100 показывает на тех же тестах производительность «всего» в  5,24 Тфлопс.  Но и «аппетиты» у флагманов тоже внушительные: TDP (Thermal Design Power) у NVIDIA Quadro M6000 заявлено как 250 ватт, а у конкурента и того больше - 275 ватт (рис. 2).

Что касается «мобильных» версий графических систем, то и NVIDIA, и AMD имеют параллельные линейки мобильных аналогов своих семейств профессиональных карт. Как правило, мобильный аналог графической системы в два раза «слабее» по основным характеристикам, чем его «стационарный» прототип, что объясняется существенными ограничениями в мобильном исполнении по габаритам и энергопотреблению. Использование ноутбуков в качестве САПР-рабочих станций, тем не менее оправдано и популярно, особенно для оснащения выездных команд конструкторов.

В состав «классических» рабочих UNIX CAD Workstation станций входили SCSI - дисковые системы и, как правило, для оперативной работы по моделированию сложных деталей, особенно, работы со сборками, предлагалось использовать системы хранения данных в варианте DAS, даже NAS.  При этом отдельные диски в таких массивах характеризовались объёмами до 148 Gb при высоких скоростях вращения шпинделя – 10 000 RPM.  Ясно, что даже в варианте RAID 0 (уж тем более RAID 0+1 или RAID 5) общий объем массива редко доходил до терабайта, зато стоимость таких дисковых массивов была сопоставима со стоимостью топовой рабочей станции и даже превосходила её.  Наличие большой памяти хранения на локальном рабочем месте при коллективной работе в проекте теперь вряд ли оправдано – для работы с актуальными моделями пользователю САПР достаточно иметь постоянный доступ к PDM-системе предприятия, СХД своей рабочей группы или даже просто достаточно будет возможности локальной дисковой системы рабочей станции ПЭВМ. В последнем случае в распоряжении пользователя будут один-два диска HDD SATA по терабайту каждый. При этом скорости на шпинделе диска в станции на основе ПЭВМ будут существенно ниже, чем в варианте SCSI для «классических» CAD Workstation, но зато доля стоимости дисков в общей цене аппаратного обеспечения станции будет намного ниже, а решение – локальный диск в составе ПЭВМ – становится стандартным для всех ПЭВМ и, следовательно, бюджетным, экономически выгодным. Общая тенденция тут такова: дисковое хранение результатов работы и обеспечение достоверного доступа к актуальной информации по 3D проектированию теперь становится не локальной «головной болью» пользователя САПР-станции, а типичной задачей системного администрирования производственной IT-инфраструктуры. Наверное, стоит упомянуть и последние новации в части повышения производительности дисковой системы рабочей станции – это использование дополнительного SSD-диска быстрой загрузки приложения и/или применение в качестве системного диска гибридного SSHD тома. Строго говоря, эта новация – общая для всех ПЭВМ, не только для CAD рабочих станций, но пока более ничего нового в части дисковой системы для рабочих станций САПР разработчиками аппаратного обеспечения и не предлагается.

Сетевые интерфейсы всех современных ПЭВМ (в том числе и тех, на базе которых развёртываются САПР-рабочие станции) давно и обязательно включают адаптеры Ethernet 802.3 100BASE T2, которые и надо считать стандартом “de-facto” для рабочих станций. Применение адаптеров Ethernet 802.3 1000BASE T («Гигабитный Ethernet») возможно, но оправдано только в том случае, если в рабочей группе поддерживается сегмент сети с гигабитной пропускной способностью среды на витой паре. Использование радиоканала (Wi-Fi) обеспечивает работу на скоростях до 75 Мбит/с и то в случае близкого расположения от Wi-Fi-точки доступа.  Использование на рабочих станциях САПР сетевого протокола беспроводной связи Wi-Fi не даёт никаких особых преимуществ, кроме мобильности.

Периферийное оборудование для ввода данных в новых САПР-станциях по сравнению с «классическими» UNIX CAD Workstation также не претерпело существенных изменений, даже упростилось. Трёхкнопочная мышь и клавиатура – вот стандартное оборудование, требуемое для комплектации рабочей станции для всех промышленных САПР.  Такая комбинация аппаратных средств позволяет выполнять трехосевую навигацию, панорамирование и вращение по трём ортогональным осям в виртуальном рабочем пространстве 3D редактора САПР. Для высокопрофессиональной работы, тем не менее, существует и альтернатива – манипулятор 3D «под левую руку». Правая рука управляет «плоскостными» перемещениями указателя в виртуальном пространстве моделирования (в «рабочей области») с помощью «базовой» трёхкнопочной мыши, а точное перемещение в 3D рабочей области выполняется с помощью левой руки с использованием специального 3D-пойнтера, современного аналога 3D SpaceBall’а времён UNIX CAD Workstation (рис. 3). Единственный массовый производитель такого рода «трёхмерной мышки» – компания 3DConnexion [4].

 

Рис. 3. Манипуляторы 3D для современных САПР-станций

Мониторы для отображения результатов и оперативного управления процессом моделирования в составе современных САПР-станций теперь выполняются в как LED или ЖК-панель с диагональю от 22” и более и разрешением не менее 1920х1080. Качественные характеристики по разрешению, цветопередаче, контрастности, яркости, достигнутые производителями LED и ЖК-матриц в первой половине первой декады XXI в. позволили отказаться от более эргономичных (по сравнению с ранними ЖК и LED) но и более громоздких и неэкономичных ЭЛТ- дисплеев. LED и ЖК-панели используются теперь и как мониторы стационарных, так и мобильных (ноутбук) САПР рабочих станций (рис. 4).

Рис. 4.  Рабочая станция САПР с расширенными возможностями визуализации
2D-моделей для задач подготовки электронной конструкторской документации

Итак, типовая рабочая станция для САПР в настоящее время – это машина (в формате “Tower” или даже  в виде ноутбука) на базе процессора Intel Core i7 / Intel Xeon E5 с тактовой частотой 2,6-3,0 ГГц, не ниже, с высокоскоростным ОЗУ объёмом 16 ГБ (32 ГБ)   на DDR3 или DDR4 SDRAM, cетевым интерфейсом Ethernrt  100Mb/s или Gigabit Ethernet, и  графической системой NVIDIA Quadro M/K XXXX или T XXXX или AMD FirePro V/M XXXX. Аппаратные ресурсы такой рабочей станции наиболее полно раскрывают функциональные возможности профессиональных индустриальных САПР: CATIA, CREO, NX, Inventor, Компас, AutoCAD, Solid Works, SolidEdge, T-Flex CAD и других.  Освоение компанией Microsoft 64-разрядности для операционных систем Windows привело к тому, что UNIX и его «клоны», Linux и прочие проприетарные программные среды высокопроизводительных рабочих станций прошлого окончательно уступили своё место системам MS Windows x64.

Современные рабочие станции САПР условно принято разделять на следующие  группы (сегменты):

1. Рабочие станции САПР начального уровня (к ним, как правило, относят и станции в мобильном исполнении).

Области применения рабочих станций начального уровня в «стационарном» исполнении:

Мобильные графические станции в этом сегменте предназначены для тех, кто много перемещается, но хочет всегда иметь под рукой свое высокопроизводительное рабочее место.

Область применения рабочих станций начального уровня в «мобильном» исполнении:

2. Рабочие станции САПР среднего уровня.

Области применения:

3. "Тяжелые" рабочие станции САПР станции.

Области применения:

Производителями типовых рабочих для упомянутых сегментов в настоящее являются компании-лидеры рынка IT:  Hewlett Packard, Dell, Lenovo, которые в совокупности «держат» большую часть рынка профессиональных САПР рабочих станций и, по сути, являются «законодателями мод» в этой области. Когда мы говорим «Рабочая станция для САПР», то прежде всего имеем в виду hp модельный ряд Workstation (предлагаемую на отечественном рынке гамму модельного ряда hp Workstation [5]), Dell, модельный ряд Precision (предлагаемую на отечественном рынке гамму модельного ряда Dell Precision [6]), Lenovo модельный ряд Thinkstation (предлагаемую на отечественном рынке гамму модельного ряда Lenovo Thinkstation [7]).  Если сравнивать предложения этих лидеров в сегментах рабочих станций САПР, то можно определить темпы замены и обновления моделей в каждом из сегментов (начальный уровень+мобильное исполнение, средний уровень, «тяжёлый» сегмент): смена внутри модельного ряда, «освоение» нового процессорного клона и/или графической системы происходит в пределах 2-3-х летнего периода и, как правило, либо совпадает, либо следует за появлением качественно новых версий лидеров рынка ПО САПР. Что качается возможностей отечественных производителей профессиональных рабочих станций САПР, то здесь стоит отметить компании Arbyte (модельный ряд CAD Station WS [8]), Depo (Race series [9]), Aquarius (Pro series [10]) и Kraftway (Credo Pro [11]). Стоит отметить, что все перечисленные отечественные производители рабочих САПР-станций выстраивают свои разработки в точном соответствии с основными мировыми тенденциями в этой области, которые мы попытались осветить в настоящей статье: оптимизированные под Windows x64 и intel материнские платы (как правило – отечественной разработки с минимальной ориентацией на зарубежные референсы), использование intel Xeon E5 как базового процессорного модуля,  расширяемой до 256 GB памяти DDR-III, графические системы на базе либо NVIDAI Quadro, либо AMD FirePro и т.д.  При таком подходе, когда практически все основные компоненты рабочих станций отечественного производства (за исключением, разве, материнской платы и корпусов) – неимпортозамещаемые, более того – такие же, как и у лидеров рынка (hp, Dell, Lenovo …) можно с осторожностью относиться к появляющимся время от времени в отечественной IT-прессе заявлениям о существенных преимуществах отечественного производства САПР станций перед зарубежным. Преимущества станций производства  тех же Arbyte, Aquarius, Depo и особенно Kraftway можно было бы искать не в существенном превосходстве тех или иных их технических характеристик (мощность вычислительного и графического модуля, энергопотребление, «шумность», эргономика и т.д.), а в более полном, лёгком и качественном по сравнению с зарубежными поставщиками предоставлении сервиса, сопровождении, в более выгодных программах up-grade или trade-in, в стоимости по сопоставимым конфигурациям, наконец. Однако, и здесь Dell, в меньшей степени Lenovo и hp, предлагают пока ещё, сопоставимые, если не лучшие, условия. Возможно, при дальнейшем снижении курсовых показателей или при введении ограничений на ввоз готовых изделия IT, отечественным производителям удастся получить принципиально более привлекательные на рынке, предоставить отечественной промышленности ещё более выгодные условия сервисного обслуживания и up-grade’а, но сохранится ли отечественный платёжеспособный спрос на индустриальные САПР-рабочие станции к этому времени?

Давайте обсудим эти и другие возникшие у вас вопросы!

Список литературы

1. Рабочие станции для САПР: первая пятилетка нового века. Журнал «Открытые системы», № 3, 2005. http://www.osp.ru/os/2005/03/185388/

2. OCUS benchmark version 6: [сайт] URL: http://www.proesite.com/OCUSB6/

3. 3DNews — Новости Hardware.  26.06.2015: [сайт]  http://www.3dnews.ru/916221

4. Что такое 3D-мышь?: [сайт ] URL: http://www.3dconnexion.ru/products/spacemouse/ .

5. Рабочие станции hp [сайт ] URL:  http://www.hparts.ru/catalog-hp/rabochie-stantsii-hp/

6. Рабочие станции Dell [сайт] URL: http://www.dellparts.ru/catalog-dell/rabochie-stantsii-dell-precision/ 

7. Рабочие станции Lenovo [сайт ] URL: http://www.lenovo-parts.com/catalog-lenovo/rabochie-stantsii-lenovo-thinkstation/,,

8. Рабочие станции Arbyte [сайт] URL: http://www.arbyte.ru/%D0%90%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%80%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/workplace.html

9. Рабочие станции Depo [сайт] URL: http://www.depo.ru/category_c1923576-2158017.aspx

10. Рабочие станции Aquarius [сайт] URL: http://www.aq.ru/products/products/workstations/

11. Рабочие станции Kraftway [сайт]  URL:http://www.kraftway.ru/products/6/rabochie-stantsii/kraftway-credo-pro-kw11/

Рисунки к докладу

Рис. 1
Рис. 1

Для информации вне текста: наше будущее...




Вопросы и комментарии к выступлению:


Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(17 февраля 2016 г. 0:01)

Здравствуйте Владимир Анатольевич, Ирина Евгеньевна, Марина Аркадьевна!

Представляется, что та информация, которой вы поделились в своем докладе, очень важна, полезна и интересна преподавателям инженерной графики для более точного позиционирования своего предмета в системе знаний, умений и навыков, которые мы должны передавать нашим студентам. Уже первое знакомство с докладом позволило существенно пополнить и систематизировать имевшиеся ранее собственные обрывочные познания о «железе» САПР. Предстоит более глубокое изучение и осмысление содержания вашего доклада. Много вопросов, появлявшихся по ходу чтения доклада, снимались по мере чтения, но есть несколько мест, которые хотелось бы прояснить:

1. Вы пишите, что мобильный аналог графической системы в два раза «слабее» по основным характеристикам, чем его «стационарный» прототип. Но эти два раза, наверное, ничто по сравнению с ростом возможностей ЭВМ вообще (кстати, не могли бы вы дать оценку этого роста с 2005 года?), и, наверное, можно не говорить о слабости мобильных графических систем? Возможно, здесь сказывается еще фактор цены мобильного аналога по сравнению со стационарным прототипом, различия в возможности визуализации, удобства технического обслуживания или надежности?

2. «Использование ноутбуков в качестве САПР-рабочих станций, тем не менее, оправдано и популярно, особенно для оснащения выездных команд конструкторов». Не могли бы вы привести пример работы таких выездных команд. Имея свой, хотя и скудный, но опыт выезда по вопросам конструкторской документации было бы интересно узнать передовые тенденции в этом направлении.

3. В тексте дважды упоминаются 2D моделирование (Подпись к рис. 4 и при описании рабочих станций САПР начального уровня). Не могли бы вы пояснить об этом? Здесь нет опечатки? На рис.4 ведь приведено изображение 3D модели?

4. В вашей работе 2005 года вы говорите об уровне 2D. Не могли бы вы хотя бы кратко просветить и в этом. 2D в той статье и сегодняшнем докладе – это не одно и то же?

С уважением и благодарностью за информацию

Фото
Шацилло Людмила Анатольевна
(17 февраля 2016 г. 1:13)

Уважаемые авторы!

Очень понравился доклад вашего коллектива.Теперь всем преподавателям стало ясно про уровень  материально-технического обеспечения  ГГП в наших вузах. Плюс еще уровень Softов...ИмпортоНЕзамещение, конечно, напрягает. Программистов наплодили, хоть дустом посыпай, а графические ядра, однако, тоже не наши. Ну да, это же не сайты Пентагона взламывать...

С благодарностью, Л.А.

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(18 февраля 2016 г. 18:10)

Уважаемый Алексей Алексеевич, коллеги!

Во-первых, большое спасибо за интерес, проявленный к нашему докладу. Постараемся ответить на все поставленные вопросы, распределив их между собой.

Я, с Вашего позволения,  сосредоточусь на вопросах №№ 3 и 4.

К настоящему моменту в дисциплинах так или иначе связанных с тем, что принято называть интегрированными технологиями CAD/CAM/CAE/PLM, сложилась определенная терминология, связанная  с историей развития этих технологией и прогрессом собственно систем  автоматизации проектирования и автоматизированных систем технологической подготовки производства. Именно так в нашей стране обычно интерпретируются аббревиатуры CAD/CAM.

Как известно, первые САПР (самый лучший пример в этом смысле – ранние версии системы  AutoCAD) были ориентированы «на чертеж», т.е. содержали в себе полный функционал для создания, сохранения, тиражирования чертежей, как самой главной части комплекта ЧКД, с возможностями оформления документации в соответствии национальными стандартами. В этом смысле под 2D-моделью в САПР понимается плоский чертеж, а если говорить в общем смысле с переходом к современным концепциям CAD-систем, любое плоское изображение, полученное в системе. Вы наверняка слышали такой жаргонизм в отношении таких систем – «чертилка». Вот младшие версии AutoCAD’а (не только они конечно) именно такими «чертилками» и были. Собственно, массовое использование компьютерной графики в промышленных системах на начальном этапе и было обусловлено намерениями разработчиков таких систем снять рутинную работу по выпуску ЧКД с плеч инженера. Современные САПР ориентированы уже на модель, а самым главным в составе МО САПР, что называется - «ядром», являются геометрические моделлеры. В результате процесса проектирования с использованием этого инструментального средства (САПР) создается 3D – модель проектируемого объекта, на базе которой может быть выполнена любая функция, входящая в состав процессов, определяющих понятие проектирование и производство, в том числе и рутинный выпуск ЧКД. Иными словами, на базе твердотельной модели проектируемого изделия (детали, сборки, узла, агрегата, всего изделия) может быть получена, в том числе и,  чертежно-конструкторская документация – любой требуемый чертеж, разрез, вид, и такая новая сущность в контексте комплекса систем, автоматизирующих процесс проектирования, как техническая иллюстрация. В настоящее время большое распространение начинают получать системы, автоматизирующие процесс создания технических публикаций (различная стандартизованная техническая и эксплуатационная документация и пр.),  в состав которых входят различные технические иллюстрации, которые также могут быть получены на основе твердотельной модели – 3D-модели проектируемого объекта. Например – любая изометрическая проекция, полученная в результате визуализации модели. Такая техническая иллюстрация, хоть и выглядит, как трехмерная модель, на самом деле является плоским, причем - векторным изображением, т.е. – 2D-моделью в САПР-овской терминологии. Что и написано в подписи к Рис. 4 нашего доклада. Можно сказать и по другому – если на ранних этапах развития САПР, под 2D-моделями понимался в большинстве случаев плоский чертеж, а процесс создания таких чертежей назывался 2D-моделированием, то сегодня, в современных комплексах CAD/CAM/CAE/PLM под 2D-моделью в большинстве случаев понимают техническую иллюстрацию.   По приведенным ниже ссылкам Вы можете получить дополнительную информацию об этих, становящихся сегодня все более и более популярными, и относящихся к автоматизированным технологиям , программных продуктах.

http://technical-illustration.ru/2011/04/sistema-razrabotki-texnicheskix-illyustracij-dlya-texnicheskoj-dokumentacii-arbortext-isodraw/

А вот пример получения 2D-иллюстрации из 3D-модели : https://www.youtube.com/watch?v=WBCuY45sjo0

(кстати, картинка в докладе – подготовка руководства пользователя для комбайна, по-моему, Aggco, вот пример применения для тех же С/Хиз того же приложения:

http://www.cads.at/assets/Uploads/products/EPS/gallery/Montage.jpg

или http://www.vizpundit.com/wp-content/uploads/2014/08/EPS.png

-это всё не 3D, а только «следы» трёхмерной сборки. 2D-технические иллюстрации.)

Думаю, я ответила на Ваши вопросы. И 10 лет тому назад и в нашем докладе сегодня термины «2D-модель», «2D-моделирование» имеют один и тот же смысл, с учетом тех уточнений по поводу наполнения этого термина,  о  которых я написала.

 

Еще раз – спасибо за вопрос,

 

С уважением, Пирогова М.А.

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(18 февраля 2016 г. 19:43)

Вниманию Шацилло Л.А.

Уважаемая Людмила Анатольевна!

Большое спасибо за столь лестную оценку нашего доклада.  Нам, как новичкам на вашей конференции, очень приятны такие слова.

По сути Вашего комментария – ой, думаю специалисты отечественной компании АСКОН не согласятся с Вашей строгой оценкой наших программистов и полного отсутствия присутствия отечественного геометрического ядра…. :-)   Известная отечественная система КОМПАС-3D  построена на базе собственного математического ядра C3D и параметрических технологий, которые разработаны специалистами компании АСКОН.

http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=16067

Кстати,  авторы указанной разработки, в числе которых находится и очень известный автор отечественной литературы по трехмерному моделированию Голованов Н., активно предлагают свой продукт и отечественным ВУЗ’ам для обучения студентов по курсам Начертательная геометрия, Машинная графика, Геометрическое моделирование и Вычислительная геометрия, для обучения будущих математиков-программистов и разработчиков САПР. Использовать напрямую ядро (а не API CAD-систем) можно при выполнении научно-исследовательских работ, в которых требуется построение и исследование трехмерных геометрических моделей. Но, и это тоже необходимо отметить и признать, продукт этот  предлагается на коммерческой основе, хоть и по специальным, ВУЗ-овским ценам, насколько мне известно.

Но если честно, я в вопросах внедрения промышленного программного обеспечения типа CAD/CAM/CAE/PLM очень настороженно отношусь к т.н. импортозамещению, особенно, когда эти призывы звучат со стороны ангажированных чиновников, а не профессионалов. Мировая специализация в части разработки таких сложнейших программных продуктов уже сложилась и выстраивание с нашей стороны очередного железного занавеса в угоду сиюминутным, да еще неверно понятым, геополитическим интересам, может очень больно ударить по научно-техническому прогрессу в нашей стране и внедрению в проектирование и производство передовых информационных автоматизированных технологий. Так что как всегда – истина где-то по середине.

С уважением, Пирогова М.А.

Фото
Максименко Любовь Александровна
(18 февраля 2016 г. 22:48)

Здравствуйте, Марина Аркадьевна!

Вы почему-то обошли вниманием нашу отечественную нормативную базу. В части определений там уже многое прописано.

Буквенно-цифровые сочетания  3D , 3M происходят от слов  «Dimension» и  «Measure», что означает измерение и не противоречит ГОСТ 2.317-2011. Если взять за основу «Измерение», то 4D, 5D и т.п. совершенно обоснованные термины, относящиеся к решению прикладных технических задач.  

Все,  что касается определений электронной модели,  есть в ГОСТ 2.052-2006 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Электронная модель изделия. Общие положения».

В ГОСТ 2.317-2011 есть понятие  «графический документ» -  документ, содержащий в основном графическое изображение изделия и (или) его составных частей, взаимное расположение и функционирование этих частей, их внутренние и внешние связи. К графическим документам относят чертежи, схемы, электронные модели изделия и его составных частей.

Термин «техническая иллюстрация» в нашей нормативной литературе не озвучивается, но по содержанию  техническая иллюстрация есть графический документ, созданный на основе компьютерных технологий или бумажных носителей.

С уважением, Максименко Л.А.

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(19 февраля 2016 г. 1:34)

Марина Аркадьевна, еще раз здравствуйте.

Спасибо за неформальный развернутый ответ на одни из моих вопросов. Однако Ваш ответ вызывает некоторое неприятие неаккуратным оперированием нашими «геометрическими» терминами. По-моему реакция уважаемой Любови Александровны вызвана тем же. Не судите строго, но 4 года подряд я выступаю на этой конференции по вопросам определений и понятий и не могу оставить без внимания Ваши, на мой взгляд, неточности в формулировках. Возможно, Вам также, или еще сильнее что-то режет слух в моих формулировках, когда я касаюсь «Ваших» вопросов.

«В этом смысле под 2D-моделью в САПР понимается плоский чертеж, а если говорить в общем смысле с переходом к современным концепциям CAD-систем, любое плоское изображение, полученное в системе». Насчет любого – очень сомнительно. Не могли бы Вы привести ссылку на руководящий документ, в котором приведено такое понимание 2D-модели.

«В настоящее время большое распространение начинают получать системы, автоматизирующие процесс создания технических публикаций (различная стандартизованная техническая и эксплуатационная документация и пр.),  в состав которых входят различные технические иллюстрации, которые также могут быть получены на основе твердотельной модели – 3D-модели проектируемого объекта». В настоящее время – это примерно когда? Когда появилась 3D компьютерная графика, казалось, что основное ее назначение – получение чертежа по модели. Но в «настоящее время» разве уже не получили распространение бесчертежные технологии, а также 3D прототипирование, медиа-документы и т.д.

«Например – любая изометрическая проекция, полученная в результате визуализации модели.» – При ортогональном проецировании изометрическая проекция может быть только одна. Это общеизвестный факт. Разве что по-разному располагать модель в пространстве, но мы учим студентов располагать модель вполне определенным образом. В результате визуализации модели вообще не обязательно получается изометрическая проекция. Это зависит от расположения модели относительно плоскости проекции, в частности картинной плоскости в компьютерной графике, и могут получиться виды спереди, сверху и т.д.

«Такая техническая иллюстрация, хоть и выглядит, как трехмерная модель, на самом деле является плоским, причем - векторным изображением, т.е. – 2D-моделью в САПР-овской терминологии». Можно данное предложение перефразировать следующим образом: На рисунке представлено изображение трехмерной модели? Короче и яснее. То, что приведенное изображение векторное, смогу с Вами согласиться, только в том случае, если оно получено на векторном дисплее, что маловероятно. Как Вы справедливо написали в своем докладе, для отображения результатов в составе современных САПР-станций применяются LED или ЖК-панель. Скорей всего в приведённом примере тоже. А они ведь растровые?

«Можно сказать и по другому – если на ранних этапах развития САПР, под 2D-моделями понимался в большинстве случаев плоский чертеж, а процесс создания таких чертежей назывался 2D-моделированием, то сегодня, в современных комплексах CAD/CAM/CAE/PLM под 2D-моделью в большинстве случаев понимают техническую иллюстрацию.»  В приведенной Вами ссылке http://technical-illustration.ru/2011/04/sistema-razrabotki-texnicheskix-illyustracij-dlya-texnicheskoj-dokumentacii-arbortext-isodraw/ нет ни одного упоминания о 2D. Я даже автопоиск применил.

О том, что «сегодня, в современных комплексах CAD/CAM/CAE/PLM под 2D-моделью в большинстве случаев понимают техническую иллюстрацию» я впервые от Вас слышу. Не нашел и в приведенных Вами ссылках.

Тем не менее, с Вашей помощью я снял для себя вопросы 3 и 4, хотя ответы на них у меня получились прямо противоположные по сравнению с Вашими.

Несмотря на несогласие с Вашими ответами еще раз спасибо за очень информативный и нужный для пользователей компьютерной графики доклад.

С искренним уважением

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(19 февраля 2016 г. 3:59)

Уважаемая Любовь Александровна, приветствую!

Я хотела бы попросить Вас внести некоторые уточнения по поводу Ваших вопросов.

«Вы почему-то обошли вниманием нашу отечественную нормативную базу. В части определений там уже многое прописано.»

Уточните – где я обошла нашу отечественную нормативную базу? В докладе или в ответе г-ну Головину А. А.?

И откровенно говоря, я не увидела ни одного противоречия в определениях, приведенных Вами, и той терминологией, которой оперирую я (вернее сказать – мы, если речь идет о докладе) и которая является общеупотребимой в специальной литературе по автоматизированным технологиям и в практике применения конкретных систем. Тут, как говорится, «Вам шашечки или ехать».  Если говорить – повторю я еще раз – об автоматизации проектирования с использованием интегрированных комплексов CAD/CAM/CAE/PLM, то понятия 2D и 3D  модель  давным-давно определены и устоялись. В CAD-системах 2D-модель это чертеж или, в последнее время все чаще, техническая иллюстрация (сожалею, если в наших нормативных документах этот термин еще не определен, системы, автоматизирующие процесс создания технической публикации с различными техническими иллюстрациями -  это не системы, автоматизирующие процесс создания чертежа; речь здесь идет о таких документах, как , к примеру, различные регламенты, руководства по эксплуатации, то, что за рубежом называется Manual, на что существуют ГОСТ’ы и отраслевые стандарты и пр.), а 3D – модель, это полное, информационное, внутримашинное описание проектируемого объекта, включая его геометрию, топологию, возможность присвоить модели свойства материала и пр. Пожалуй, очень неплохо с этой точки зрения раскрывается понятие ГМ в САПР вот на этом сайте: http://bigor.bmstu.ru/?cnt/?doc=100_Graph/007.the

 Геометрическое моделирование и соответственно – геометрические модели могут быть каркасными, поверхностными и твердотельными.  Про 4D или даже 5D – геометрические модели в автоматизированных системах я пока не слышала, но возможно, в далеком будущем мы и такие будем иметь…. Мы то все по-простому соотносим 2D и 3D модели – плоские (чертежи), или в пространстве ориентированные модели проектируемых объектов. Хотя, говорят, в некоторых наших самых передовых отраслях уже есть начальственное указание все проектировать в мультиD.  http://newsnn.ru/news/80866  Это я иронизирую, естественно.

Еще несколько слов по поводу технических публикаций и технических иллюстраций.

В своем ответе Головину А.А. я дала ссылки на некоторые описания систем, с помощью которых создаются технические публикации – это официальный, используемый для таких систем термин - могу отослать Вас, к примеру, к Википедии, которая очень неплохо отслеживает развитие  автоматизированных систем и соответствующего тезауруса. Вот первое, весьма достойное описание, найденное по ключевым словам «Технические публикации»:

Системы создания ИЭТР (IETM) (IETM — Interactive Electronic Technical Manual, ИЭТР — интерактивные электронные технические руководства) — организационно-технические системы, предназначенные для автоматизированной подготовки сопроводительной документации на сложные технические изделия в электронном виде. Сами ИЭТР могут содержать текстовые, графические, аудио и видео данные.

В зависимости от функциональности эксплуатационной документации ИЭТР делится на несколько классов:

·        Индексированные цифровые изображения документов

·        Линейно-структурированные электронные технические публикации (IETP-L)

·        Иерархически-структурированные электронные технические публикации (IETP-D)

·        Интегрированные электронные технические публикации (IETP-I)

·        WEB-ориентированные электронные технические публикации (IETP-X)

Как видите – ИЭТР это не только ЧКД, а техническая иллюстрация, как составная часть иерархии  ИЭТР,  – существует, даже не будучи «озвученной в нашей нормативной литературе». Предложенное Вами определение ТИ в общем не противоречит терминологии систем ИЭТР, только я бы в этом контексте не настаивала на термине «графический документ» - шире, это 2D модель в обсуждаемых автоматизированных системах.

Если Вы обратились к статье из Википедии, посвященной систем ИЭТР, то очень советую Вам перейти по ссылке S1000D. Статья на данный момент несколько устарела, т.к. вся сопроводительная документация, например, на эксплуатацию самолета SSJ100 обязана быть выпущена в соответствии с этим стандартом.

Так что жизнь не стоит на месте. Интегрированные автоматизированные технологии активно внедряются в реальное проектирование и производство в нашей стране, ну а то, что нормативная база за этим процессом не поспевает – уж даже и не знаю, чья эта проблема в большей степени.

Спасибо за обсуждение, с удовольствием отвечу на новые Ваши вопросы.

Пирогова М.А.

Фото
Краюшкин Владимир Анатольевич
(19 февраля 2016 г. 4:02)


Уважаемый Алексей Адексеевич,
извините за то, что не ответил на Ваши вопросы сразу, постараюсь исправиться и сосредоточусь на Ваших первых двух, предоставив другие  моим замечательным коллегам и давним друзьям - Ирине и Марине.
 Итак, Вы спашиваете: "...<мобильный аналог графической системы в два раза «слабее» по основным характеристикам, чем его «стационарный» прототип>. Но эти два раза, наверное, ничто по сравнению с ростом возможностей ЭВМ вообще (кстати, не могли бы вы дать оценку этого роста с 2005 года?), и, наверное, можно не говорить о слабости мобильных графических систем? Возможно, здесь сказывается еще фактор цены мобильного аналога по сравнению со стационарным прототипом, различия в возможности визуализации, удобства технического обслуживания или надежности?". Да, Вы правы, конечно, когда пишете, что рост технических возможностей элементной базы ЭВМ позволяет совершенствовать мобильные платформы, всё более и более делая их способными выполнять даже задачи промышленных САПР любого уровня сложности. Конечно, и только добавлю, что при этом те же новые системные решения "совершенствуют" и "стоечные" решения. В такой же, если не в бОльшей степени. Для примера: рабочие станции в мобильном исполнении не могут "похвастаться" пока контроллерами оперативной памяти и конструктивными решениями их установки больше 64 (а по сути - 32) Гб. Просто нет решений. Типовой комплект для мобильного исполнения - 8-16 Гб. А для рабочих станций в "стоечном" исполнении - ну, 64 ГБ ОЗУ - это "вчерашний" день, "верхнего" предела по сути нет, всё решает реализация архитектуры контроллера и наличие места в конструктиве. Кстати, Вы помните, что в мтбильном исполнении "плашки" памяти - это "мезонины", и их больше 2 в один корпус не установить (я один раз в жизни видел монстра игрового - ноутбучище с возможностью учтановки 4-х "мезонинов", но это был немножко самодел и толщина этого монстра была с дипломат). И уж совсем "невесело" для ноутбуков мода на сдвоенные графические подсистемы. Никак такие высокопроизводительные "двушки" не удаётся реализовать в мобильном исполнении. И не пробует никто.  Плюс несравнимые возможности ноутбуков и "десктопов" по охлаждению всей начинки - CPU, MainMemory, GPU в первую очередь: во всех случаях у ноутбуков нет возможности охлаждать высокопроизводительное железо с такой же эффективностью, как в "стоечных" исполнениях. Вот поэтому мы и говорим, что в рамках одного и того же "поколения" (ну, точнее, года выпуска и одного и того же вендора) "ноутбучные" рабочие станции уступают "стоечным". Чтобы не быть голословным, вот свежие данные по самым популярным в САПРовском мире рабочим станциям - DELL Precidion Workstation. DELL выпускает их и в ноутбучном, и в "стоечном" исполнениии, используя схожие архитектурные решения. Вот "топовая" рабочая станция в виде ноутбука  -  Dell Precision M6800  http://www.dellparts.ru/catalog-dell/rabochie-stantsii-dell-precision-m6800/  память максимум 32 ГБ, очень неплохой четырёхъядерный CPU  intel7-4800MQ (2.7Ghz) с 6МБ кэш-памяти и кристалл GPU  NVIDIA Quadro K3100M 4GB. А рядом - http://www.dellparts.ru/catalog-dell/rabochie-stantsii-dell-precision-t7810/ - опять же из линейки DELL Precision T7810 -   замечу, не самая "топовая" стоечная рабочая станция DELL - уже с двумя CPU до 16 (!!! Ну куда уж дальше) ядер того же технологического уровня, что и у вышеупомянутого intel7-4800MQ, память - 8 слотов и, сл-но, можно устанавливать от базовых 32 до 256 ГБ ОЗУ. Ну, и на закуску -  GPU http://www.3dnews.ru/654490 - "Квадро Кеплер 6000" - такую мощь пока ешё не получается "втиснуть" в нбучную тесноту. Пока.
Так что при всём удобстве ноутбуков они по сравнению с "десктопами" в разделе "рабочие станции" будут "слабее" и уж тем более в рамках одного семейства одного и того же периода выпуска. 

 По поводу оценки роста в период с 2005 года - интересный вопрос. Кое-какой материал у нас есть, особенно в том, что касается САПР оборудования для отечественного машиностроения: волею судеб мы все трое были вовлечены в оснащение и ПО и "железом" ведущих отечественных предприятий. Не похвальбы ради, а только справедливости для: в 2004-2005 году именно один изь авторов осуществил поставку в ПАО "Туполев" (тогда - АНТК "Туполев") самой мощной на то время в Восточнвой и Центральной Европе рабочей станции для проектирования в среде Pro/ENGINEER. Одной, но зато самой -самой. Во всей Европе.. Если сравнить тогдашние характеристики, то получается, что десятилетней давности "лидер" едва попадает в разряд "середнячков", прочно смещаясь в разряд рабочих станций, предлагаемых сейчас для задач САПР начального уровня.  
Прямо цитирую материалы десятилетней давности, на которые мы ссылаемся в обсуждаемом тексте: "Sun Blade 2500 — это 64-разрядная двухпроцессорная система на базе UltraSPARC IIIi/1,28 ГГц с кэш-памятью второго уровня емкостью 1 Мбайт и 8 Гбайт оперативной памяти. Графическая система — три платы Sun XVR100, три XVR500/XVR600 или две высокопроизводительные профессиональные графические 3D-подсистемы Sun XVR1200. Операционная система — Solaris 9." - Это  тогда была одна из лидеров рынка рабочих станций САПР. Можете сами сравнить технические характеристики с любым из перечисленных выше Precision'ов, вот давайте с ноутбуком M6800 (http://www.dellparts.ru/catalog-dell/rabochie-stantsii-dell-precision-m6800/) : CPU грубо "вырос в 2-4 раза по производительности, ОЗУ - по скорости  -в 2-3 раза, по объёму - в 2 раза, графика  для Sun XVR600 - это шина PCI в 10-12 раз уже, чем для "Квадро Кеплер", а памяти там было "аж целых 64 МБ" - сравните с гигабайтным оснащением даже ноутбучных nVIDIA Quadro. Если совсем грубо, то мощь рия бочей станции в этой паре сравнеавозросла на два порядка как минимум. Только сравнивать тут нельзя - по-честному, обычно берут смесь типовых для данного класса задач (бенчмарк) и  гоняют эту смесь на каждой из сравниваемых конфигураций. Замеряют временнЫе показатели и делают всякие выводы. А вот тут как раз нет такого "бенчмарка", принципиально: гонять задачи бенчмарков десятилетней давности на М6800 - ну, получим выигрышь в два-три раза. А нынешние "бенчмарки" на Sun Blade вообще не запустятся - они под новые версии САПР,версии, для которых Sun + Solaris уже не является сертифицированной платформой. Вот такие "сложности", хотя, если  поставить в качестве исследовательской задачи.....

По второму вопросу:
"...«Использование ноутбуков в качестве САПР-рабочих станций, тем не менее, оправдано и популярно, особенно для оснащения выездных команд конструкторов». Не могли бы вы привести пример работы таких выездных команд. Имея свой, хотя и скудный, но опыт выезда по вопросам конструкторской документации было бы интересно узнать передовые тенденции в этом направлении."

Из моего личного опыта: три с половиной - четыре  года назад бригада из Франции проводила "мастер-класс" по проектированию системы электроснабжения для ГП "АНТОНОВ" (кстати, "АНТОНОВ" был и есть на пространстве бывшего СССР самым САПР-оснащённым авиастроителем) именно с "ноутбуками наперевес" (если память не изменяет - Lenovo ThinkPad какие-то, модель уже не помню), а "местные" повторяли всё уже на своих "стационарных" станциях."И это были не тренинги, а что-то типа пилотного проекта и потом ментор-сопровождения. Ещё из личного опыта: любые работы вендора САПР и/или его локального партнёра на стороне Заказчика по кастомизации тех же САПР  ведутся на "своих" ("вендорских", "партнёрских"), эталонных, рабочих станциях. И сейчас  никто не повезёт с собой на предприятие Заказчика (иногда даже в другой город) десктоп, Ноутбук ("laptop") - это да. А вот я, да и остальные авторы - тоже, ещё помню как в конце 90-х мы "таскались" по предприятиям отечества с рабочими UNIX-станциями hp и/или Sunи с мониторами к ним 30" (килограмм по 50 на комплект). Эх, вот было времечко! И мускулы были - Шварценеггеру на зависть. :-).  
По вопросам конструкторской документации - это отдельный разговор, мы же делали обзор по "железу", не по системам и тем более не по ПО.  Что касается подготовки КД, ТД, ЭД -  то тут как раз мы очень даже специалисты, именно и как раз. Увы, не по ВУЗовской жизни, а по работе "на стороне", но это (опять же - увы!) - чёртова коммерция, так что на объективное сравнение тут в нашем случае рассчитывать будет нечестно. Мы все  в этом плане - адепты PTC с их CREO, Windchill и Arbortext'ом. Если будет интересно - можем рассказать что, как и по каким стандартам делается в этих системах, "сведём" с "продавцами", поможем советом, но это уже с моей стороны на этой площадке боюсь, будет воспринято как скрытая реклама, product placement. 

Фото
Краюшкин Владимир Анатольевич
(19 февраля 2016 г. 5:02)

К вопросу о "2D" 

Уважаемые дамы и господа,

позвольте вмешаться в вашу дискуссию о правомерности использования сочетания "2D" применительно к области САПР. 
Да, верно, в отечественных стандартах нет зафиксированного нормативного оспользования этого сочетания "2D", хотя, как правильно подметила Людмила Александровна, , в новых отечественных ГОСТах, посвящённых определениям ЭСИ, в тех же ГОСТ 2.053-2013 и в ИСО 10303-203.2011, Часть 203 вводится понятие протокола обмена данными в 3D (D- от слова Dimension) и нет никаких норм использования буквосочетания "2D'  и уж тем более по отношению к чертежам.. Но напомню, что как стандарты по ЭСИ, так и стандарты группы ИСО - это адаптация, причем неполная, зарубежных стандартов, в т.ч. ISO 10303. Мы в своё время, и до введения ГОСТ 2.053, активно работали по внедрению STEP, который как раз и определялся в ISO 10303 группе стандартов. Именно там и вводится понятие 2D CAD model как смысловая категория ISO 10303 STEP. Марина Аркадьевна в своё время  работала в группе, формировавшей в т.ч. окончательные формулировки STEP parts AP 201, AP 202, AP 209, AP 210, AP 212, AP 214, AP 224, AP 225, AP 227, AP 232. Напомню, что  AP 201 трактует  чертёж = "Explicit draughting" как "Simple 2D drawing geometry related to a product. No association, no assembly hierarchy". Или AP 202 расширяет понятие чертежа "дальше" - дословно "Associative draughting. 2D/3D drawing with association, but no product structure.". 
:-)

Марина Аркадьевна просто ориентирована в части стандартов по IT на "неимпортозаменяемый" Запад, поскольку уж стандарты на  САПР  там существено боле развиты, мы в отечестве в лучшем случае адаптируем какие-то из них (да и то с запозданием) а она как раз - САПРовец и ISOшный STEP знает и использует, естественно, ширше и глубжее нашего 2.503-го ГОСТа. :-) Эх, а какие баталии в середине 90-х гремели на просторах отечественного САПР-движения по поводу того, что лучше - Explicit или наоборот Associative, где раньше и легче осуществляется точный переход от 3D к 2D. Я думал, всё уже улеглось. Ну, честно, у прикладников, у САПРовцев, уже давно "2D-модель" - нормальное  буковсочетание и все вроде как уже в комьюнити под 2D-моделью понимают результат работы модулей САПР по получению чертежей. А в послежнее время, когда "выкристализовалось" направление автоматизации подготовки технических публикаций (и там - подготовка технических иллюстраций) - под "2D" стали понимать и эти иллюстрации.

 

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(19 февраля 2016 г. 5:12)

Уважаемый Алексей Алексеевич!

Откровенно говоря, Вы меня расстроили. 

Заключительный вывод «Тем не менее, с Вашей помощью я снял для себя вопросы 3 и 4, хотя ответы на них у меня получились прямо противоположные по сравнению с Вашими.» просто удручает, и я чувствую свою ответственность за столь катастрофический результат. Это тем более странно, что по прочтении Вашего доклада про «кнопки и что там за ними» в смысле базовых алгоритмов машинной графики, мне казалось, что у Вас не должно было возникнуть недоумений такого характера:

«Можно данное предложение перефразировать следующим образом: На рисунке представлено изображение трехмерной модели? Короче и яснее. То, что приведенное изображение векторное, смогу с Вами согласиться, только в том случае, если оно получено на векторном дисплее, что маловероятно. Как Вы справедливо написали в своем докладе, для отображения результатов в составе современных САПР-станций применяются LED или ЖК-панель. Скорей всего в приведённом примере тоже. А они ведь растровые?»

Отвечаю по порядку:

  1. На рисунке 4, на экране, вернее – экранах трех совмещенных дисплеев, представлена техническая иллюстрация – двумерное изображение одной из проекций трехмерной модели сложного изделия. Я же дала Вам ссылку на видеоролик, где очень наглядно демонстрируется, каким образом в специализированных системах (в данном случае – Arbortext) получают такие плоские изображения на базе модели, полученной в САПР. Вспомните, что Вы писали о векторной графике – в разделе 1. Для нашего с Вами здесь спора особенно важен средний абзац в этом разделе – «Наряду с видом графики различают способ визуализации. Наиболее известны также как и виды компьютерной графики, два способа визуализации: растровый и векторный. Первый используется в таких графических устройствах, как дисплей, телевизор, принтер; второй – в векторных дисплеях, плоттерах, каттерах. Чаще способ визуализации не совпадает с видом графики, для их совмещения требуется конвертация, их вообще надо различать». Очень верно подмечено – в нашем с Вами случае векторное изображение визуализировано на растровом дисплее. В САПР-вских задачах визуализации объектов проектирования не используются растровая графика. Практически только – векторная. Вам не нравится сочетание слов «векторное изображение»? Хорошо, давайте скажем так «изображение векторной модели на растровом дисплее». Или – «изображение векторного формата». Так пойдет? Но учтите, что при такой придирчивости к терминологии… Ваш доклад по «кнопкам и что там за ними» ой как уязвим…  :-) 

Обратимся еще раз к более развернутому определению векторной графики, после которого, надеюсь, многое прояснится:

«Ве́кторная гра́фика — способ представления объектов и изображений (заметьте – изображения могут быть представлены векторно) в компьютерной графике, основанный на математическом описании элементарных геометрических объектов, обычно называемых примитивами, таких как: точки, линии,сплайны, кривые Безье, круги и окружности, многоугольники.

Объекты векторной графики являются графическими изображениями математических объектов.

Термин "векторная графика" используется для различения от растровой графики, в которой изображение представлено в виде графической матрицы, состоящей из пикселей, фиксированного размера. Каждому пикселю графической матрицы в растровом изображении приписан атрибут цвета. Совокупность разноцветных пикселей растровой матрицы формирует изображение.

При выводе на матричные устройства отображения (мониторы) векторная графика предварительно преобразуется в растровую графику, преобразование производится программно или аппаратно средствами современных видеокарт. Для создания изображения векторного формата, отображаемого на растровом устройстве, используются преобразователи математического описания графических примитивов в растровое изображение для отображения на матричных мониторах (например, алгоритм Алгоритм Брезенхе́ма, который Вы в своем докладе тоже описываете) эти преобразователи либо реализованы программно, или аппаратные преобразователи (цифровая логика, встроенная в современные видеокарты). Этот  как раз и есть задача тех подсистем визуализации, о которых мы писали в своем докладе.

Необходимые преимущества векторной графики для САПР-овских задач. Это в первую очередь то, что  в связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив при выводе на графическое устройство, например, дугу окружности, и она останется при любом увеличении гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая; параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает, что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах; При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимой от реальной площади изображаемой фигуры». Взято из Википедии. 

  1. Теперь несколько слов о терминологии. Как Вы уже поняли, никто из нас  (авторов обсуждаемого доклада) геометром не является. Мы специалисты по САПР. Однако, без сомнения, в основе САПР, их геометрических моделлеров или используемых ядер, лежат математические алгоритмы, связанные с описанием геометрических моделей. Я думаю, что наша с Вами задача не искать  взаимных противоречий, а в плане целевой функции обсуждения на данной конференции (по крайней мере, одной из таких функций) –возможностей использования САПР в процессе обучения студентов в том числе и на Ваших курсах, наоборот – искать точки соприкосновения, взаимоувязывания и согласования понятийного аппарата. Вы пишете: «При ортогональном проецировании изометрическая проекция может быть только одна. Это общеизвестный факт. Разве что по-разному располагать модель в пространстве, но мы учим студентов располагать модель вполне определенным образом. В результате визуализации модели вообще не обязательно получается изометрическая проекция. Это зависит от расположения модели относительно плоскости проекции, в частности картинной плоскости в компьютерной графике, и могут получиться виды спереди, сверху и т.д.»  ОК, хорошо, Вы учите студентов располагать модель вполне определенным образом. Но в процессе проектирования в среде САПР обучающийся имеет возможность манипулировать псевдообъемным изображением трехмерной модели на экране монитора практически в режиме реального времени. Как Вы назовете то, что мы видим на экране в каждый момент времени? С помощью каких алгоритмов это изображение получено? Для САПР-овских моделей нет тех ограничений, которые, как я понимаю, Вы имеете в виду, подловив меня на неправильном использовании понятия «изометрическая проекция». Предложите свою терминологию, которую Вы будете использовать на лабораторных занятиях по курсу «Инженерная и компьютерная графика» с использованием того же AutoCAD’а. Обсудим.
  2. По поводу Системы создания ИЭТР (IETM) (IETM — Interactive Electronic Technical Manual, ИЭТР — интерактивные электронные технические руководства), технических публикаций и иллюстраций я уже ответила Любови Александровне, полюбопытствуйте. Если после прочтения предложенных ссылок у Вас еще останутся вопросы - чем отличаются такого рода системы от чертежа, выполненного по модели, то мы с удовольствием на них ответим.

За сим на сегодня разрешите откланяться. :-)  Поздно уже, а у меня завтра лекция по курсу «Графические системы».

Фото
Шацилло Людмила Анатольевна
(19 февраля 2016 г. 5:15)

Уважаемая  Марина Аркадьевна!

Я числюсь в адресатах рассылки компании АСКОН, поэтому в курсе всех их разработок. Тем не менее, спасибо за ссылку, посмотрела. Вся эволюция применения графических информационных систем  от инструментария для решения задач ГГП в рамках традиционного обучения до их современного состояния в развитии функциональной и организационной структур обучения графике прошла при моей жизни. Просто это не было предметом моей  основной научной деятельности. Я всего лишь пользователь этих технологий только в педагогической сфере и прошла все от АвтоCAD до  NX. В наукоемких областях используются преимущественно как раз системы высокого уровня, а КОМПАС пока не решает всех проблем – система, как Вы понимаете, находится в стадии непрерывного совершенствования.

В стране встала такая задача, средства на это выделены и, надеюсь, команда уже работает. Думаю, с импортозамещением за выделенные на это деньги справится в положенные ей сроки. По опыту знаю, что освоение систем высокого уровня проще, чем КОМПАСа (выполнение процедур 3D – моделирования оформлено по одному алгоритму). Все рассчитано на усвоение знаний в соответствии с теорией бихевиоризма.

Очень признательна за особое ко мне внимание. Доклад Ваш действительно деловой. Только рабочее место на рис.1 - это место для созерцания, а не для работы конструктора. Помню, лет 30 назад в ЗМКБ «Прогресс» (МоторСичь) уже было оборудовано немецкими рабстолами. Не знаю, как сейчас там.

С уважением, Шацилло Л.А.

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(19 февраля 2016 г. 11:17)

Уважаемая Людмила Анатольевна, доброе утро!

Спасибо за комментарий, очень приятно услышать во всем созвучные слова. J

А у меня путь по пути соучастия в использовании автоматизированных технологий начинался практичеcки там же (AutuCAD), прошел через CADDS5 вплоть до Pro/E, ныне Creo. AutoCAD мы и сейчас используем на младших курсах в курсе ИКГ (вторая часть Начертательной геометрии отдана специализированным кафедрам института АВТИ и мы с коллегой – И.Е. Лешихиной ведем лабораторные занятия). А вот на старших курсах, в дисциплине «Геометрическое моделирование в САПР» удалось внедрить в учебный процесс рабочую лицензию системы Pro/E, и И.Е. Лешихина успешно внедряет эту систему в рамках своего курса. Надеюсь, она включится в дискуссию и поделится своим очень интересным опытом. А в этом вопросе – внедрении готовых систем САПР в учебные курса по МО этих систем – есть проблемы, согласитесь.  В том числе и чисто методического плана.

Я полностью согласна с тем, что Вы написали про продукты фирмы АСКОН. Слава Богу, что не приходится спорить об уровне и месте этих систем в общем ряду современных средств автоматизации проектно-конструкторских работ от ведущих мировых производителей. Однако, я лично очень бы хотела, чтобы у нас на кафедре был такой ГМ – тот, который разработан с участием Голованова Н. Это было бы замечательным подспорьем для курсов, связанных с МО САПР. В прошлом году мы на кафедре организовали для студентов, аспирантов и преподавателй семинар с участием Голованова Н. и его коллег из фирмы, разрабатывающей CD3, который оказался очень интересным.  Но на данном этапе развития ВШ вообще и нашего ВУЗ’а – раздобыть средств для приобретения этого МО пока не удается.

Что касается выделенных на отечественное геометрическое ядро денег…. Несколько лет тому назад на нас выходила одна коммерческая контора с предложением принять силами наших студентов участие в их освоении. Из разговора я поняла, что это уже второе выделение средств. Первое было успешно освоено. J

Про рабочее место на Рис. 1 позвольте с Вами не согласиться. Это действительно рабочее место  современного конструктора для интерактивной работы в САПР ( CAD/CAM/CAE/PLM). Действительно, в далекие годы, когда эти программные комплексы еще в основном инсталлировались на мощные UNIX-рабочие станции (или специализированные ОС), был такой комплекс – рабочий стол с замысловатым механизмом изменения угла наклона плоскости стола к горизонту, с большим пространством для внушительных размеров дисплея рабочей станции Apollo, а иногда даже для двух дисплеев – один для текстовых документов, размером А4 (вертикальный), а второй – для графики, а на столе еще можно было разместить интерактивный планшет, как ВУ этой станции, ну и пары чертежей в формате… - 24? Мне тоже посчастливилось за таким работать. В Учебном центре фирмы Computervision…. Кстати, примерно в это время подобными рабочими местами оснащался и учебный центр фирмы Антонов. Только там собственно столы были местного производства – по образу и подобию.  Это был на тот момент самый САПРО-оснащенный учебный центр в России, и соответсвенно – авиационное КБ тоже. Но это все – в прошлом. Сейчас – дисплей высокого разрешения и мышка. В основном.

Еще раз спасибо за заинтересованное обсуждение. Воистину – «счастье, это когда тебя понимают».

С уважением, Пирогова М.А.

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(19 февраля 2016 г. 15:32)

Уважаемая Марина Аркадьевна, еще раз здравствуйте.

Я расстроился, наверное, не меньше Вашего. Перечитав сегодня на свежую голову, вижу, что к высказываниям об изометрии я, отвечая по возможности быстро, действительно отнесся неуместно придирчиво. Потом подумал, а как же будет правильно? Спешу как то поправиться.

Прошу Вас отнестись к моей критике как к стремлению к истине, к которой я на этот раз хочу приблизиться с Вашей помощью, если хотите, идя рядом с Вами. По крайней мере, из Ваших неравнодушных ответов я узнал для себя много нового и полезного. Думаю, если бы я промолчал, то с моей стороны получилось бы еще хуже.

ГОСТ 2.305-2008. Изображения - виды, разрезы, сечения гласит «При выполнении графических документов в форме электронных моделей для получения соответствующих изображений следует применять сохраненные виды». Из него следует, что говоря об изображениях модели на экране монитора надо говорить о виде, который, кстати, всегда плоский. Если это изображение нужно нам как документ, то этот вид (на котором изображена электронная модель) следует сохранить. Т.е. применительно к Вашим примерам по моему скромному разумению надо говорить как о виде электронной (привычней – геометрической или 3D) модели.

Очень хороший пример соблюдения этого требования – предоставление такой возможности в Архикаде. В Архикаде имеется инструмент «3D-документ», который позволяет использовать 3D-вид модели в качестве основы построения документа, к которому Вы можете добавить размеры, выносные надписи и дополнительные чертежные 2D-элементы.

3D-документ является видом, который присутствует в карте проекта навигатора. 3D-документ является составной частью модели ArchiCAD, а его модельные элементы подвергаются автоматическому или ручному обновлению (построению заново) в зависимости от статуса 3D-документа.

С уважением

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(19 февраля 2016 г. 23:19)

Уважаемые Марина Аркадьевна, Владимир Анатольевич!

Завязавшееся обсуждение Вашего с Ириной Евгеньевной доклада стимулировало активные поиски в интересной для меня теме. И вот, что выясняется. Должен честно признаться, Марина Аркадьевна была абсолютно права, когда говорила про любые изометрии.

В ГОСТе 2.056–2014 «ЕСКД. Электронная модель детали. Общие положения» есть такая фраза: Все ЭМД должны содержать как минимум один вид «Изометрия». Вид «Изометрия» должен содержать ЭМД в положении, которое дает наиболее полное представление о форме детали, ее разрезах, сечениях и т.д. http://www.gostinfo.ru/PRI/Page/GetPage?MaterialID=277574&page=19

Насчет этого у меня останется свое мнение, возможно получится сформулировать его до окончания конференции, но ГОСТ надо будет соблюдать.

Одновременно получилось сделать одно наблюдение. Вместо привычных 2D и 3D моделей («уже давно "2D-модель" - нормальное  буквосочетание», «2D-моделью понимают результат работы модулей САПР по получению чертежей») в ГОСТах ЕСКД применяются термины «электронная модель (детали или сборочной единицы) и вид электронной модели.

Наверное, надо отучаться говорить о любом изображении, полученном из электронной модели «2D модель», а привыкать говорить «вид электронной модели», пусть даже «изометрия». Вместо 3D –модель надо говорить электронная модель детали или сборочной единицы.

Уважаемые коллеги!

Возможно, не все знают, но с 1 июля 2016 г. вводятся новые стандарты ЕСКД ГОСТ 2.055–2014 «ЕСКД. Электронная спецификация. Общие положения»; ГОСТ 2.056–2014 «ЕСКД. Электронная модель детали. Общие положения»; ГОСТ 2.057–2014 «ЕСКД. Электронная модель сборочной единицы. http://www.ria-stk.ru/news/detail.php?ID=94153

С уважением 

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(20 февраля 2016 г. 15:59)

Уважаемые коллеги!

Во-первых, хотелось бы поздравить мужскую часть нашего форума с наступающим «мужским» праздником и пожелать им всего самого наилучшего – и в личной жизни и в профессии.

Во-вторых, еще раз хочу выразить глубокую благодарность за заинтересованное обсуждение нашего доклада и прочих, возникших тем. Это стимулирует, заставляет задуматься над содержанием преподаваемых курсов, внести в теоретическую и практическую их части некоторые изменения и пр.  Так что еще раз – большое всем собеседникам (ни в коем случае не оппонентам) спасибо.

Уважаемый Алексей Алексеевич! Спасибо за продолжение комментариев и за отсылки к последним отечественным стандартам в обсуждаемой области.  По всей видимости Вы и Ваши коллеги по преподавательской деятельности в большей степени обязаны в процессе преподавания следовать терминологии, узаконенной в перечисленных здесь стандартах, чем мы – в своей области. Это совершенно понятно и объяснимо, прежде всего – спецификой материала наших курсов. Но, в то же время, это дает мне и коллегам право не скрывать своей неудовлетворенности некоторыми ГОСТ-овскими формулировками (я тут в первую очередь, не оспаривая верности по сути, говорю о термине «электронная модель», которая в некотором смысле действительно режет слух) и продолжать использовать термины и определения, сложившиеся и устоявшиеся в международной специальной литературе и практике внедрения САПР.

В продолжение этого хотелось бы высказать свои мысли и, как мне кажется, необходимые уточнения в отношении Вашего тезиса:

«Одновременно получилось сделать одно наблюдение. Вместо привычных 2D и 3D моделей («уже давно "2D-модель" - нормальное  буквосочетание», «2D-моделью понимают результат работы модулей САПР по получению чертежей») в ГОСТах ЕСКД применяются термины «электронная модель (детали или сборочной единицы) и вид электронной модели.

Наверное, надо отучаться говорить о любом изображении, полученном из электронной модели «2D модель», а привыкать говорить «вид электронной модели», пусть даже «изометрия». Вместо 3D –модель надо говорить электронная модель детали или сборочной единицы.»

Мне кажется, это не совсем верное противопоставление. «Вместо» - не совсем верно употребленный предлог. Наверное, если в ГОСТе’ определено понятие «электронная модель» детали или сборочной единицы, вместо употребляемой нами 3D-модели, то и на чертеже, полученном с помощью САПР,  будет (по ГОСТ’у) именно «вид [этой самой] электронной модели». А как (кстати) при этом по ГОСТ’у будет называться разрез (сечение), полученное на базе созданной «электронной модели»?

Возвращаюсь к используемой нами терминологии и понятийному аппарату.  Если я в САПР’е строю чертеж, пользуясь функционалом, в состав которого входят плоские графические примитивы  (точки, линии, сплайны, кривые Безье, круги и окружности, многоугольники и пр. ), если я в этом же САПР’е строю плоский профиль с использованием тех же ГП  для выполнения затем одной из операций твердотельного моделирования (extrude, sweep, loft, etc.), если на базе твердотельной 3D-модели я получаю в САПР’е [плоские] вид, разрез, сечение – это означает, что в каждом из перечисленных случаев я получаю 2D-модель в соответствии с реализованными в данной CАПР алгоритмами геометрии.  Тут можно еще раз вспомнить все то, что было уже сказано и написано про векторную графику.

Это и исторически как бы – поддерживается. Как я уже писала, первые САПР были ориентированы исключительно на чертеж, т.е.  в общем смысле, на создание и сохранение плоской, двумерной геометрической модели, с допустимыми на тот момент манипуляциями с ней, в том числе – и интерактивными (первые САПР были пассивными).

Ну, а 3D-модель в САПР – это результат деятельности проектировщика в интерфейсе САПР, использующего те же самые примитивы и операции над ними в трехмерном пространстве, в результате которой (деятельности) получается Полное Электронное Описание Изделия (это определение, также используемое в литературе, было ведено моим научным руководителем Климовым В.Е. - доцентом МЭИ, руководителем коллектива, создавшего одну из первых систем геометрического моделирования в СССР – СИМАК, в дальнейшем – Генеральным директором представительств в РФ фирм Computervision и PTC, ныне покойном, к сожалению), которое можно назвать и комплексная информационная 3D-модель.

Так что отучаться говорить и называть те сущности, о которых я говорила, так, как они называются, торопиться не будем. Но более общие понятия и определения вовсе не отменяют необходимых в каждой конкретной области (например, оформление ЧКД, технических руководств и пр., в соответствии с национальными или используемыми в стране международными стандартами) более специальных определений. Я не вижу здесь противоречия.  Попытки назвать как-то и загостировать названия для тех сущностей, которые являются составной частью чертежного документа, но уже -  в электронном виде, оправданы. Пожелаем успеха тем, кто за эту задачу берется. Но оставим за собой право высказывать обоснованную неудовлетворенность результатами этих попыток. Составители документации, сопровождающей процесс разработки сложного изделия с использованием CAD/CAM/CAE/PLM-комплекса, обязаны использовать ГОСТ-рованные определения, ну а преподаватели, излагая основные концепции комплексов PLM, думаю – нет. Сослаться в соответствующих разделах учебных курсов на отечественные ГОСТ’ы, научить ими пользоваться, рассказать историю их появления и современного состояния – да. По моему мнению.

Что касается приведенного Вами в качестве примера «3D-документ» в системе ArchiCAD, то по моему разумению, это – типичный пример того, что в системах создания ИЭТР называется «техническая иллюстрация» (с необходимым преобразованием в один из используемых форматов, например – pdf) в рамках технической публикации. Я думаю, что Краюшкин В.А. с удовольствием продолжит эту тему и поправит или уточнит то, что я здесь написала.

Еще раз – с уважением и наилучшими пожеланиями на предстоящие выходные, Пирогова М.А.

Фото
Горнов Александр Олегович
(20 февраля 2016 г. 19:13)

    Уважаемые  коллеги - участники дискуссии на полях этого доклада, здравствуйте!

Может ранее уже где- то пропустил, но, все равно, дождался “своего часа” – увидел термин “твердотельная модель”. Конечно, знаю, что он общепринят и его контекст  всем понятен. Тем не менее, хочу  сделать еще один  терминологический  “вброс”  для обсуждения. Мне представляется, что на стадии анализа и формирования собственно геометрии модели  в САD- модуле  она,  как одна из возможных моделей, в рамках своей “виртуальной  сути”, сплошная, а не твердотельная.  Твердотельность  не геометрическая характеристика. “Твердотельной”  модель  становится, обретая другие, кроме геометрических,   физические характеристики своей “безликой до того плоти” – плотность, теплоемкость, тепло и электропроводность и т.д., т.е. на стадии работы  с моделью в CАЕ  модуле  и далее.  Принятие во внимание этого факта выстроило бы более гармоничный  ряд  канонических, собственно геометрических, моделей: каркасные ( точечные и линейные), поверхностные, сплошные … Каждая из них удобна для определенных задач.  

В свою очередь,  в рамках “твердотельных” моделей естественно классифицировались бы, например, такие ( не имею целью  выстроить здесь их классификацию )  : однородные, неоднородные ( слоистые, стахостические, .. )… Их разновидности  определяли бы  “характер плоти”,  теперь уж точно, твердотельной модели для конкретных конструктивно – расчетных  и технологических  задач. 

                                     Надеюсь, что  не ломлюсь в “отрытую дверь’.  Всем привет и уважение. А.О.

  

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(20 февраля 2016 г. 21:52)

Уважаемый Александр Олегович, коллеги.

Начну с Вашего позволения, с конца. Только я бы не стала называть это «ломиться в открытую дверь» - я бы сказала – «плодить лишние сущности».

Мне это тут же напомнило известный солженицынский сюжет. Один из героев его «В круге первом» предлагал вместо уже ставшего известным в те годы термина «телевидение» использовать наш, более точно отражающий суть явления «в рамках его виртуальной сущности» – «дальне[о]видение». У этого героя был реальный прототип, запамятовала, как его звали в реале. Представляете, если бы эти прожекты в те времена дошли до ушей «самого» и ему бы приглянулись… Смотрели бы мы все вместе сейчас дальневизоры.

Было бы смешно, если бы не было так грустно. Так зачем плодить эти самые лишние сущности? Процесс ради процесса? Триада «Wireframe-Surfaces-Solid» в терминологии геометрических моделлеров CAD/CAM/CAE – простите за повтор, общеизвестна и общепринята. Увы, история локализации общепринятого тезауруса в области ИТ в нашей стране есть. Я тут уже упоминала общепринятый термин для одного из САПР-овских способов создания свободных поверхностей – loft[ing]. Есть еще sweep, есть их смешение. Так нет, с чьей-то легкой руки по русскоязычной литературе, как замена этой западной «заразе», пошел гулять «родной» термин «заметание». Вместе с выдавливанием и вытягиванием. Термин этот (заметание) есть и в учебниках по ГМ с вынужденными подробными комментариями, и в русскоязычных, не совсем грамотных, интерфейсах популярных САПР, когда «заметанием» называется то, что всем пользователям CAD известно, как  просто swеep с определенными параметрами. Не знаю, как Вам – по мне, так ужасный кошмар или кошмарный ужас. И все потому, что кому-то хочется обязательно вместо устоявшегося термина ввести нечто новое, точнее отражающее сущность, и обязательно - свое.

В принципе мы со «сплошной» моделью будем иметь русский термин, получившийся за счет использования следующего по порядку варианта перевода слова solid. За пару-тройку десятилетий устоявшийся, слава Богу,  среди русскоговорящих профессионалов, перевод САПР-овского термина, предлагается заменить на новый.

Давайте попробуем «услышать», что получится. Итак – «проволока», или по-русски - каркасная модель. По мне – «проволока» яснее отражает сущность того, что получается в этом разделе геометрического моделлера, и как всегда - традиционно для ИТ – немного иронично и с юмором. Разве это плохо?

«Поверхностная модель» - здесь полное совпадение с источником (Surfaces), разве что «виртуальная сущность» не вскрыта полностью. То, что получается – чистый виртуал, даже не «скорлупа», а нечто с нулевой толщиной.

И наконец «твердотельная модель». Наверное, правильнее было бы сказать «твердая модель», что по сути перевода, в первую очередь должно уточнить, что она – не жидкая, не газообразная, и еще то, что все, что внутри оболочки, принципиально отличается от того, что вне ее. Но когда говоришь «твердая», то это не осознается. А вот когда – «твердотельная», то это как нельзя лучше обозначает суть получившегося. Да еще несет в себе будущую возможность наделить эту «твердь» свойствами, позволяющими ее выполнить (именно так  – сначала CAM), и «инженерно» проанализировать (CAE). А теперь давайте вслух скажем, что мы получили сплошную модель…. Не, мне лично не нравится:

Сидим мы перед экраном дальневизора и изучаем скаченный с сайта компании-партнера, русифицировавшей интерфейс известнейшей САПР, обучающий  ролик – как построить с помощью вращательного заметания и выдавливания (или вытягивания) сплошную модель детали.

Всем еще раз хороших выходных, Пирогова М.А.

Фото
Краюшкин Владимир Анатольевич
(21 февраля 2016 г. 0:47)

Уважаемый Алексей Алексеевич!

Огроменное спасибо за ссылку: "ЕСКД ГОСТ 2.055–2014 «ЕСКД. Электронная спецификация. Общие положения»; ГОСТ 2.056–2014 «ЕСКД. Электронная модель детали. Общие положения»; ГОСТ 2.057–2014 «ЕСКД. Электронная модель сборочной единицы. http://www.ria-stk.ru/news/detail.php?ID=94153"

Ой как в цвет!!! Спасибо!!! 

 

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(21 февраля 2016 г. 2:12)

Марина Аркадьевна, еще раз здравствуйте!

Очень рад продолжению нашего общения. Оно очень стимулирует в осмыслении и формулировании сути очень быстро происходящих изменений в области нашей с Вами деятельности. В качестве очередного приближения: Представляется что отход от терминологии «2D – 3D» к «вид электронной модели – электронная модель» имеет принципиальное значение для понимания происходящих изменений. Говоря о 2D – 3D мы как бы уравниваем их. Как бы и особой разницы нет, тем более для нас, начертальщиков, привыкших к этим переходам. На самом деле модель, которая соответствует объявленной стандартами ЕСКД ИПИ-технологии – одна, и это 3D.

Вы пишите «если на базе твердотельной 3D-модели я получаю в САПР’е [плоские] вид, разрез, сечение – это означает, что в каждом из перечисленных случаев я получаю 2D-модель в соответствии с реализованными в данной CАПР алгоритмами геометрии.» - Не модель, а изображение модели. Модель в компьютере в виде ноликов и единичек, обрабатывается по графическим программам САПР. Ее изображение выводится на экран монитора.

«А как (кстати) при этом по ГОСТ’у будет называться разрез (сечение), полученное на базе созданной «электронной модели»?» Есть ГОСТ 2.305, который так и называется Изображения – виды, разрезы, сечения. Здесь логика сохраняется.

Единственно, что, на мой взгляд, не вписывается в формулу «вид электронной модели – электронная модель» - это электронные чертежи, они действительно выполняются в 2D, но такая «электронная модель» не содержит той полноты информации массо-весовых, прочностных, оптических и других характеристик, которые работают или могут работать в случае электронного моделирования. Но, вообще то их и не называют электронными моделями.

«Если я в САПР’е строю чертеж, пользуясь функционалом, в состав которого входят плоские графические примитивы…». Действительно выполняя электронную модель, мы неизбежно постоянно имеем дело с геометрическими построениями. Они те же самые, что и при выполнении чертежа без электронной модели, карандашом или на компьютере. Но ведь их никто и не отменял. В электронном моделировании используются эскиз и траектория (про эскиз вообще особый разговор). Они могут быть заданы аналитически, по точкам, простейшие траектории запрограммированы в виде привычных кинематических операций. В простейших случаях эскиз совпадает по геометрии с чертежом, но их надо различать.

Свою статью вы закончили словами «наше будущее». Электронная модель и ее вид это даже не будущее, а настоящее, просто мы еще не привыкли к тому, что они уже даже узаконены.

От мужской части форума спасибо за поздравления и пожелания.

С уважением

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(21 февраля 2016 г. 2:12)

Уважаемый Владимир Анатольевич!

Есть очень полный, хороший сайт с ГОСТами. Я уже ссылался на него раньше на нашей конференции.

http://www.internet-law.ru/gosts/gost/60316/

Но почему то ГОСТа 2.056 на нем нет.

С уважением 

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(21 февраля 2016 г. 4:08)

Уважаемый Алексей Алексеевич!

Не получается у нас с Вами консенсуса. :-) 

Еще раз повторю то, что у меня написано, полностью:

«Если я в САПР’е строю чертеж, пользуясь функционалом, в состав которого входят плоские графические примитивы  (точки, линии, сплайны, кривые Безье, дуги  и окружности, многоугольники и пр. ), если я в этом же САПР’е строю плоский профиль с использованием тех же ГП  для выполнения затем одной из операций твердотельного моделирования (extrude, sweep, loft, etc.), если на базе твердотельной 3D-модели я получаю в САПР’е [плоские] вид, разрез, сечение – это означает, что в каждом из перечисленных случаев я получаю 2D-модель в соответствии с реализованными в данной CАПР алгоритмами геометрии.»  

Изображение – это то, что получается у нас на экране монитора,  результат визуализации модели. Плоской (2D) или объемной (3D). Это азы компьютерной графики. Базовые ее понятия. В соответствии с определениями ISO «Изображение – это особый тип вывода внутримашинного представления данных». Модель, которая создается средствами геометрического моделлера САПР – это и есть внутримашинное представление, описание проектируемого объекта. Это описание основано на математическом описании геометрических объектов – примитивов, таких как точки, линии, дуги, многоугольники, сопрягающие элементы, сплайны, кривые Безье и пр. Это описание  может быть особым образом визуализировано на конечном графическом устройстве. Здесь… ну честно – нет предмета спора. Вы можете называть сущность, являющуюся внутримашинным представлением плоского профиля, чертежа и пр.  как угодно, в теории САПР это останется двумерной геометрической моделью.

Современные САПР ориентированы на 3D-модель, но, повторюсь, для их получения используются различные методы и алгоритмы, в том числе – кинематические, в которых необходимо построить плоский профиль, в соответствии с заданными начальными условиями, который затем «перемещается» по заданной траектории. Построение профилей, плоских траекторий и пр. подобных объектов – это двумерное моделировние.

Ещё одна из решаемых в САПР задач – построение на базе твердотельной модели сечений, разрезов, видов. В результате выполнения этой операции мы получаем плоские (как правило, если я не секу деталь поверхностью) объекты, внутримашинное описание которых основано на математическом описании составляющих их геометрических примитивов. После визуализации этих двумерных моделей я могу получить изображение на дисплее или чертеж на плоттере.

Есть еще одно обстоятельство, которое не позволяет говорить о плоских составных объектах в геометрическом моделировании, как просто об изображениях. Современные САПР как правило поддерживают двунаправленную ассоциативность. Это означает, что внесение в 3D-модель изменений автоматически приводят к изменению ЧКД, и наоборот – изменения чертежа автоматически приводят к изменению геометрической модели. Во всех этих операциях мы оперируем не с изображением, а с 2D-  и 3D-моделями, производим преобразования над «внутримашинными представлениями» (сиречь моделями).

В общем, трудно, описывая теорию САПР, втиснуться в прокрустово ложе отечественных стандартов. По-моему, это не должно становиться проблемой преподавателя. Если устоявшиеся профессионализмы позволяют шире и глубже представить важные вопросы технологий автоматизированного проектирования в процессе преподавания, чем стандарты, то тем хуже для стандартов. 

С уважением, Пирогова М.А.

Фото
Головнин Алексей Алексеевич
(21 февраля 2016 г. 10:26)

Уважаемая Марина Аркадьевна!

Про консенсус: лично я и не стремлюсь к консенсусу. Я помню времена, когда он был всегда, но мне тогда нравилось. И сейчас в силу разных обстоятельств не всегда говоришь, что не согласен, но уже привык, что можно не иметь консенсуса с каким-то человеком, но от этого он в твоих глазах не становится хуже. Наоборот, он очень нужен для тебя, например, как точка опоры.

«Современные САПР, как правило, поддерживают двунаправленную ассоциативность. Это означает, что внесение в 3D-модель изменений автоматически приводят к изменению ЧКД, и наоборот – изменения чертежа автоматически приводят к изменению геометрической модели. Во всех этих операциях мы оперируем не с изображением, а с 2D-  и 3D-моделями, производим преобразования над «внутримашинными представлениями» (сиречь моделями)».

Эту Вашу фразу я позволю себе выразить короче – моделей может быть много одновременно в одном и том же программном продукте. По этому поводу позволю себе привести очень сильную и возможно не очень к месту аналогию «Бог один, но пути к нему разные, у каждого свой».

В том же знакомом мне Архикаде можно работать в разных окнах – планах, фасадах, разрезах, 3D-окнах и т.д., но модель здания одна. Применительно к архитектурно-строительному проектированию это называется BIM-технология.

В приведенном Вами примере, когда мы выполняем геометрические построения в плоскости, это просто этап работы над моделью, заготовки модели или геометрические фрагменты, которые могут быть использованы для получения электронной модели.

Возможно отвечая сходу, не все видишь и не совсем так понимаешь автора, но я всегда потом, когда бывает время и настроение, перечитываю материалы этой конференции и часто нахожу для себя что-то новое и полезное.

С уважением 

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(21 февраля 2016 г. 15:32)

Алексей Алексеевич, приветствую.

Согласна с Вами – надо заканчивать поиск консенсуса.

Я просто хочу (возможно для будущего осмысления)  обратить Ваше внимание на тот бесспорный факт, что технологии CAD/CAM/CAE/PLM  и их реализации представляют  из себя  сложное изделие, комплекс, который существует в своем жизненном цикле, имеет свою методологию, структуру, определенное обеспечение, в том числе и теоретическое, сложную и различную математику и алгоритмику, различное матобеспечение и т.д. и т.п. Поэтому, если на определенном этапе развития этой «отрасли» (по сути) в ней появилась прямая и обратная ассоциативность (двунаправленная), то не надо это называть короче или длиннее. Если не до конца понятно, что это такое – надо просто попытаться найти исчерпывающее объяснение. И Вы его при самостоятельном поиске по ключевым словам наверняка найдете, причем употребление терминов «чертеж» (и все прочие, уже упоминавшиеся здесь наименования) или «2D-модель» будет зависеть от того, на какой документ Вы наткнетесь – на эксплуатационную документацию для различных модулей САПР для пользователей, где допускается использование даже жаргонизмов, или на теоретические статьи и монографии по автоматизированным технологиям. Выбор за Вами. Свой я пытаюсь на все лады обосновать уже которые сутки подряд. Но к сожалению, все время натыкаюсь… на попытки необоснованного, на мой взгляд,  упрощения, например:

"Эту Вашу фразу я позволю себе выразить короче – моделей может быть много одновременно в одном и том же программном продукте". 

И тут же, особенно в контексте нашего обсуждения, прямо-противоположное по сути:

"В том же знакомом мне Архикаде можно работать в разных окнах – планах, фасадах, разрезах, 3D-окнах и т.д., но модель здания одна. Применительно к архитектурно-строительному проектированию это называется BIM-технология".

Так одна или много? :-))  Первый тезис о многих моделях – хотите Вы того или нет, поддерживает мою позицию, а второй – есть очевидная очевидность для любой современной MCAD. За исключением интерпретации концепции BIM. Придется мне и здесь вступить в дискуссию с Вами. Технология BIM, прошу простить великодушно, это совсем не то, что Вы написали. Различные виды интерфейса в системах, когда концепция обратного видового конвейера в графической подсистеме визуализации конкретной САПР (это именно так называется) позволяет реализовать интерпретацию графического ввода в различных, привычных для пользователя конкретной области применения, типах интерфейса (несколько видов, выбранный план, трехмерное окно)  – это одно, а  Building Information Modeling или Building Information Model – это нечто другое, что в области автоматизации архитектурно-строительных работ можно сравнить с PLM (Информационное моделирование здания — это такое проектирование, когда  поддерживается весь его ЖЦИ, т.е. проектирование, возведение,  оснащение, обеспечение эксплуатации и ремонт, - т.е. управление жизненным циклом объекта, что, в свою очередь предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми её взаимосвязями и зависимостями, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект).

Так что давайте не изобретать лишние сущности, термины и определения для тех понятий, которые давным-давно и исчерпывающе с точки зрения понимания их сути описаны, и с уважением относиться к такой отрасли промышленности (да, именно так!), как создание, верификация, внедрение мощных комплексов автоматизации проектирования и производства (или CAD/CAM/CAE/PLM). Мы то математику, включая и геометрию с топологией, которые лежат в основе базовых алгоритмов машинной графики и геометрического моделирования в САПР тщательно изучаем, а вот многие пользователи САПР почему-то думают, что это та область, в которой любой может быстро разобраться и более того -  начать предлагать свои определения и интерпретации для лучшего отражения сути того, для чего эти системы созданы…. Я думаю, Вы понимаеете, о чем я. 

Ну, мне добавить больше нечего.

С уважением, Пирогова М.А.

Фото
Горнов Александр Олегович
(22 февраля 2016 г. 10:31)

Марина Аркадьевна, добрый  день!

  Выдержал    необходимую, как мне показалось,  воскресную паузу до понедельника ...

 …  Ожидая подобную  реакцию  (20.02.16;  21: 52: 54) на своё (20.02.16; 19:13:03)    не в конце, а cразу  написал, что  обсуждаемый термин мне, конечно, известен, как общепринятый и в непосредственной интерпретации, и в контексте, и аналогичные ему, в основном,  тоже. Наверно, плохо акцентировал суть постановки вопроса. Поэтому переформулирую. Пусть в конце, в заключение, он   звучал бы, например,  так:

“А  был бы  такой набор терминов (каркасная, поверхностная, сплошная) относительно ГМ  для чистоты геометрического жанра более логичен, если бы не утвердилось, то, что утвердилось?”

..” Проволочная”  модель хоть и  привычна  , но “не геометрична” и не всегда приемлема …А как звучит, наряду  с “ проволочным”, физический аналог  дискретного точечного каркаса?  Про  коррекцию тезауруса речь, ведь, вообще не шла. Ясно, что это “грозит”  затруднению оперативной  профессиональной   коммуникации.  Вопрос был поставлен об уточнении термина, относительно конкретной сущности, при этом они сами (сущности), ведь, не размножаются (не плодятся). … За всех не могу сказать, но мой повод для постановки этого вопроса в  Вашу гипотезу о его  целях  не вписывается, да и Вы, наверно, в данном случае это и  не имели в виду, не указывая  прецедентов …  Стараюсь в подобных случаях   со студентами сначала обсуждать саму суть и её системное место, а потом принятую  “форму” её представления, не всегда, правда, удачную (в том числе в ГОСТ), но предписанную  для  применения и  которой,  в определенных случаях, надо следовать…  Как обычно, при наличии разных точек зрения,  со временем приходит традиционное,  что “истина где то…, но не “там” и не “там ”. Да  и такая гипотеза, наверно, имеет смысл:  обе точки зрения имеют право на жизнь, так как иcходять  из несколько разных начальных и целевых позиций …

 Как всегда, уважением, А.О

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(23 февраля 2016 г. 16:42)

Алексей Олегович, добрый день.

Откровенно говоря, несколько раз перечитав Ваши сообщения я все-таки не совсем понимаю, о какой логике Вы говорите.

Можно – и это будет наверное очень интересно – впасть в филологические изыскания в контексте большей логичности, геометричности и вообще – адекватности русскоязычных терминов английским источникам с той или иной профессиональной точки зрения, особенно в контексте истории появления этих переводов. Я уже пыталась с этой точки зрения объяснить свои спонтанные возражения. Можно попробовать продолжить.

К примеру, в теории геометрического моделирования в САПР есть понятие конструктивной геометрии. Точное обозначение – Constructive Solid Geometry. Вообще-то – это один из методов получения твердотельных моделей, реализованных в САПР, основанный на применении булевых операций (объединение, вычитание и пересечение) над телами простой формы (т.н. «Базовые элементы формы», или примитивы, такие как куб, сфера, цилиндр, призма). Ну вот, эта самая CSG в некоторых русскоязычных источниках переводится как конструктивная сплошная геометрия. И термин этот - еще раз, как вариант перевода – существует уже давно.  Подчеркиваю – CSG – это один из методов, по которым классифицируется твердотельное моделирование в САПР по способу формирования модели (наряду с кинематическим принципом построения твердых – solid – тел, жесткоразмерным – с явным заданием геометрии – заданием оболочки, параметрическим и гибридным моделированием).

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1382502

Обратите внимание, в словарях предпочитают не использовать название «Конструктивная сплошная геометрия», тут же «переназывая» это самое пресловутое «сплошная» в смысле solid,  в  «блочная», что явно (для русскоязычного читателя) указывает на метод моделирования – применение булевых операций к solid-элементарным объектам или примитивам.  Хотя и «сплошные тела» (в смысле solid) Вы тоже найдете в не самой популярной литературе по теме. И как раз там, как я понимаю, где Вы и предлагаете использовать этот термин в данном обсуждении – наряду с каркасными, каркасно-поверхностными, поверхностными и твердотельными моделями  (моделями сплошных тел). Тут я дождалась бы комментариев И.Е. Лешихиной, которая в нашем коллективе самый главный специалист по современным методам геометрического моделирования в САПР, многообразия различных способов классификации ГМ (по информационной насыщенности, по внутреннему представлению, по способу формирования). Мне же лично кажется, что предлагаемое Вами определение «сплошная модель» (скорее модель сплошных тел) уже было когда-то, судя по найденным ссылкам, достаточно давно, использовно в отечественной литературе по основам САПР в качестве перевода термина  «solid», но, как принято говорить, уже  - преодолено, и сегодня общепринятым считается термин «твердотельная модель», «или модель твердого тела». Сплошные тела (модели) или твердые – тут самое главное, что все «точки» внутри охватываемого оболочкой объема принципиально отличаются от тех (точек), что находятся вне оболочки. Грубо говоря. И такой модели на этапах CAM/CAE можно присвоить свойства материала со всем многообразием соответствующих характеристик, о которых Вы писали,  и т.о. автоматизировать процесс подготовки производства и инженерного анализа.

Больше мне, откровенно говоря, добавить нечего.  Хотя… А будет ли твердотельная модель, в которой после применения операций булевой алгебры в рамках CSG появятся отверстия, сплошной? :-)

Но один вопрос у меня к Вам есть. Уточните пожалуйста, что Вы имели в виду: «А как звучит, наряду  с “ проволочным”, физический аналог  дискретного точечного каркаса?» Уж как-то слишком замысловато звучит. Дискретный точечный каркас – это Вы применительно к классификации геометрических моделей в САПР или к чему-то иному?

Спасибо, Пирогова М.А.

Фото
Горнов Александр Олегович
(25 февраля 2016 г. 9:40)

Марина Аркадьевна, здравствуйте!

Полностью согласен с Вами, что немножко иронично и с юмором, немножко ассоциативно, – совсем даже неплохо ! Сам "грешен", - тоже не редко пользуюсь этой же стилистикой ….

  … Так вот, иду я в это воскресенье, прогуливаясь по Кузьминскому парку, а навстречу мне семья. Симпатичные родители, лет тридцать пять, а  сзади, чуть поодаль,  две девчушки,- явно дочки. Одна из них бежит, догоняя родителей и  держа  что то в руке. Подбегает, показывает родителям, - мама  оборачивается.  Дочка радостно: “ Мам (!), посмотри как красиво!!!" Мама в ответ: “ Очень прикольно, доченька!” И Вы знаете, я, в принципе, понял что дети сказали, а мама хотела сказать! …Тут я поскользнулся, поскольку отвлёкся,  и чуть было не упал, но, к счастью,  удержался …(надеюсь, что никто не будет искать здесь “второе дно”  или  тайный смысл )

Теперь  выборочно постараюсь ответить на Ваши прямые и косвенные вопросы, а  их  все  же “не один”. При этом, как и ранее,  буду придерживаться “геометрической точки зрения”.   Начну  с конца.

  1. Уточняю, что имел в виду, про  точечный  каркас.   Я просил  продолжить Вашу  типологию геометрических моделей. Мой логический  ряд, опирающийся на соответствующие  геометрические  составляющие  каждой модели такой:  точечная  и линейная  - каркасные модели, далее - поверхностная, сплошная (нет препятствий и для комбинаций их них).

 Что же, если  есть,  первое  в  Вашем,  ассоциативном  моему,  ряду :   ……?....... ,  проволочная,  твердотельная.

 

2.Сплошная  модель (пусть пока так,  хотя может, даже  лучше, - объемная)   останется сплошной,  сколько и каких не делать   из  неё “булевых вычитаний”.  Сплошность  (она объемна )    будет определяться пределами  поверхностей, ограничивающих  новую  модель – разность исходной  и вычитаемой. 

 

3. Нечто с нулевой  толщиной (из Вашего  комм. 20.02.16; 21:52:54 ), не имеющее объема,  а только площадь  и есть геометрическая  поверхность. В данном контексте поверхность отделяет ( что самое  главное, ( у Вас там же)   “сплошность” ( объем)   модели  от  остального пространства.  

 

   Поверхности,  пересекаясь  (“булево произведение”)   определяют  линии, имеющие  только протяженность.  Линии,  пересекаясь определяют точки  - нечто вообще  безразмерное, имеющее только координаты ( аналогично   фотону, который  без массы). Это   логика - от “целого к “части ”, т.е.  в процессе  анализа.  Можно тоже выстроить  в обратном, не аналитическом, а синтетическом порядке, определив аксиоматически   геометрическую точку как нечто,  только с координатами.  Но “так и так” - каркас  есть  подмножества  из тех или иных точек, принадлежащих  поверхности модели. Точечный - с дискретными  набором  значений   координат точек;   линейный  из  “линейных  подмножеств”  множества точек той  же поверхности геометрической модели (образуемых, например, движением точки по поверхности),  у  которых, в принципе,  могут  и не быть общие  точки.

 

  1. Что  касается, некой заданной   конструктивной   модели, – никогда не  скажу, что  она  сплошная и  всё. Она сначала  конструктивная  геометрическая модель,  с заданными относительными  линейными и  абсолютными  угловыми мерами, за счет чего она  и  “приобретает” первый  конструктивный признак.

 Эта конструктивная  геометрическая модель  может быть  сплошной, поверхностной, каркасной.  О ней, как  твердотельной , на мой взгляд, лучше говорить, когда  она  снабжена  сопутствующими   параметрами  твердотельности ( о чем уже писал ) …..  . 

  •   ведь предполагает (определяется) наличие признаков  конкретной     реализации, при моделировании  как бы “присваеваемые”  ЭМ.  Геометрическая  модель, может  “приобрести”  их   сразу или “постепенно”, - это натуральные  и  конкретные  геометрические  и  другие  физические  меры.

Геометрическая модель  будущего  объекта может быть  не только конструктивной, а, например, образной  (метафорической, символической, метаморфической, ассоциативной, омонимической  и  т.д.)

  1. Никогда  не  скажу студентам,  оперируя  проекциями  системы  2D  изображений: ” Ребята,  давайте  доопределим проекцию  этой  поверхности  проекцией  тонкой проволочки, проходящей  через  проекцию этой  точки  (чаще, “без церемоний”,  проекции вообще не упоминают).  Замечу, что на “классических” проекционных  изображениях  геометрических моделей  имеем  проекции  “минимального  каркаса”   - только линий очерков,  линий  пересечения поверхностей и “вершин” (точек).

 

Этот текст, конечно, предмет для анализа, вопросов и уточнений, того, что невольно или сознательно упущено.  Марина Аркадьевна, согласен, что по каким либо  соображениям,  может  не нравиться и  то, что  само по себе  “правильно”  или  “общепринятое”,  в этом я и  Вас и себя понимаю.

  Но мы (“инженерные графики”),  начиная  работать  со студентами в своей области, как  представляю,   не имеем права  игнорировать  геометрические термины и понятия,  чем бы не чертили  и моделировали – “руками” или на PC c помощью соответствующего  ПО, что  как,   Вы, наверно, замелили  уже практически основная технология  дисциплин  ИГ.

.....Мне хочется, чтобы  та девочка  сначала  постигла  то, что  она искренне назвала красивым, узнала  побольше  о  носителях красоты, научилась, как  минимум,     анализировать их,  а  уж  только потом …насколько  “клёво” и   “прикольно”  получится для  необходимого общения  в конкретной среде.

  Марина  Аркадьевна!  У меня к  Вам предложение и просьба  – давайте далее используем   нашу возможность общения в реальном пространстве  МЭИ.  И, если не возражаете, после КГП. Тогда   вернемся и к теме ПРОЕ …. и ПРОЕ …Кстати, не исследуя надежность источника  по затронутой нами ранее  теме, можно найти по запросу : “Это слово (проектировать) происходит от итальянского глагола ‘‘projicere’’, что означает “разрабатывать”, “планировать”, “браться за что-либо”.

Сейчас, “по долгу  службы в  ОК КГП”, должен стараться читать и вникать во все доклады  и  комментарии к ним, а  я делаю это медленно …

Так  уж, извините, пожалуйста!  Надеюсь  на продолжение интересного, по крайней  мере  мне,  диалога. Есть темы  для продолжения …

 Как  всегда, с уважением, коллега, А.О.

      

Фото
Лешихина Ирина Евгеньевна
(25 февраля 2016 г. 19:05)

Добрый день, уважаемые коллеги! С большим интересом прочитала Вашу переписку и решила предложить на ваше рассмотрение  свои соображения по поводу терминологии, принятой в геометрическом моделировании.

            Я посвятила много времени изучению математических основ построения геометрических моделей, т.к. читаю курс «Геометрическое моделирование в САПР». Мне также посчастливилось прочитать много классической литературы по данному вопросу. Поэтому возьму на себя смелость утверждать, что терминология в данной области давно устоялась, даже несмотря на различные переводы определений и понятий.

2D модели – самостоятельные геометрические модели, для построения которых используются двумерные примитивы, в математическом описании которых отсутствует третья координата .Конечно, они могут использоваться для построения 3D моделей. В любой САПР есть специальная группа команд, которая позволяет строить 2D модели (Sketch в Pro/E или Draw в AutoCAD). Таким образом, они могут существовать отдельно от 3D модели. Утверждение, что 2D модель – только результат получения сечения 3Dмодели, звучит как-то не уважительно по отношению к 2D моделям и к тому математическому аппарату, который используется для их построения

Модель, построенная в результате заметания (заметающая поверхность, например) – это синоним модели, построенной в результате перемещения. Перемещение может быть простым, когда профиль перемещается вдоль отрезка прямой. Тогда математический аппарат, используемый для описания такой модели тоже несложный (матричные преобразования над кривой, заданной параметрически). Перемещение может быть и более сложным – например, перемещение профиля вдоль кривой с одновременным его масштабированием и искривлением в пространстве; или перемещение нескольких профилей с смешиванием их. Тогда математическое описание такой модели не ограничивается только матричными преобразованиями, оно становится более сложным. Для таких моделей используются следующие названия – sweep, loft, blend. В литературе все эти модели объединяются под одним названием – модели, созданные по кинематическому принципу.  К ним также относятся итакже твердотельные и поверхностные модели, созданные на основе вращения.

        Определение  - твердотельная модель –   предподчтительнее, чем сплошная. Твердое тело уже является таковым, хотя  ему еще не присвоен конкретный материал, т.к. структура данных  и математическое описание такой модели уже однозначно определяют  область  пространства , где находится внутренняя часть твердого тела.

О геометрических моделях  можно говорить и писать много, я же ограничусь только этими короткими комментариями.

С Уважением. Лешихина Ирина Евгеньевна

Фото
Пирогова Марина Аркадьевна
(26 февраля 2016 г. 11:20)

Уважаемый Александр Олегович, доброе утро.

Отвечаю максимально быстро – труба зовет! :-)

  1. «Что же, если  есть,  первое  в  Вашем,  ассоциативном  моему,  ряду :   ……?....... ,  проволочная,  твердотельная.»

То же, что и было раньше – Каркасная, что является лаконичным и исчерпывающим с точки зрения смыслов, переводом Wireframe. Дискретный точечный, по всей видимости – это Вы так наше привычное «ребра и вершины» интерпретируете.  Каркасная (проволочная) модель – это внутренне математическое описание модели. Если быстро и просто - Каркасная модель — модель объекта в геометрическом моделировании, представляющая собой совокупность вершин и рёбер, которые определяют форму проектируемого объекта.

  1. Что касается Ваших дальнейших пояснений того, как Вы понимаете термин «конструктивная геометрия», то они конечно имеют право на существование, но я все-таки хотела еще раз подчеркнуть, что CSG (Constructive Solid Geometry) – это зарезервированоое название, профессиональный термин,  вполне определенной технологии в теории геометрического моделирования твердых тел и комплекса реализованных алгоритмов в ПО САПР, с помощью которых можно получить математическую модель твердого тела (solid), иначе говоря - из одних твердых тел получаются другие с помощью булевых операций. 
  2. “Это слово (проектировать) происходит от итальянскогоглагола ‘‘projicere’’, что означает “разрабатывать”, “планировать”, “браться за что-либо”. – Ну, в том, что обозначает термин «проект» у меня вопросов не было и нет. Но в нашем с Вами разговоре был еще один смысл/вариант перевода, кажется. 

К остальным тезисам попробую вернуться позже.

 

Спасибо, с уважением, Пирогова М.А.


Назад Go Back