Сейчас на нашем ядре выпущено более 20 коммерческих и внутрикорпоративных САПР. В обзоре мы расскажем, что это за продукты, какую роль в них выполняет ядро и в чем особенности его применения. Многие продукты, упомянутые в обзоре, уже засветились на Хабре. Мы будем давать ссылки на статьи о них.
CAD/Проектирование
Первым мы всегда называем КОМПАС-3D, с которого, собственно, и началась история ядра. Сегодня с системой работают более 520 000 пользователей (с учетом коммерческих, домашних, учебных лицензий). В течение 12 лет ядро развивалось как внутренний компонент КОМПАС-3D и свою начальную функциональность получило из требований его разработчиков. Трехмерное моделирование было реализовано инструментами C3D Toolkit (геометрическое ядро, параметрический решатель, конвертеры), за исключением визуализации – 3D-движок появился у нас только два года назад. Сейчас КОМПАС-3D продолжает влиять на ядро: самые насущные задачи – это моделирование сложных форм и рост производительности.
В последней версии ядра C3D Modeler мы добавили новые частные случаи построения скругления и скругление трех граней. Вообще скругления остаются одной из самых сложных задач для геометрических ядер, т.к. охватить все варианты их построения невозможно.
Частные случаи построения скругления
Скругление трех граней (или полное скругление)
Напрямую с геометрическим ядром работают и некоторые приложения КОМПАС-3D. В статье приведен пример приложения «Валы и механические передачи 3D», где с помощью ядра создаются точные модели элементов механических передач (конических, гипоидных и др.).
Еще одна хорошо известная САПР, в которой с недавних пор присутствует ядро C3D Modeler, это nanoCAD. В статье о новой платформе nanoCAD Plus 10 dows описал, как работает модуль 3D-моделирования: подключение геометрического ядра – C3D или ACIS – происходит по выбору пользователя, при этом наше ядро установлено по умолчанию.
nanoCAD Plus с модулем 3D-моделирования на C3D
Чтобы перевести на C3D операции, которые раньше выполнялись на ACIS, потребовалось преодолеть не один барьер. Смена 3D-ядра влечет за собой изменение данных ассоциативных ссылок, изменение ориентации граней и ребер, изменение типа геометрии ребер, изменение топологии тела при построении, изменение топологии тела при смене формата 3D-модели, отклонения геометрии сложных поверхностей. Все это разработчики «Нанософт» сумели победить.
EDA/Проектирование электроники
Если механические САПР перешли к парадигме трехмерного проектирования довольно давно, то для САПР электронных устройств 3D становится мейнстримом только сейчас. Мировые и российские разработчики находятся здесь примерно в равных позициях с точки зрения возможностей своих продуктов. И что приятно для нас – и те, и другие работают с нашим ядром.
Год назад компания Altium, разработчик популярного во всем мире Altium Designer (преемника P-CAD), лицензировала C3D Toolkit, и в ближайшее время должна выйти новая версия Altium Designer, в которой 3D-моделирование выполнено уже нашими инструментами.
Параллельно с Altium российская компания «Эремекс» разрабатывает систему проектирования печатных плат Delta Design, опираясь на геометрическое ядро C3D Modeler.
Модель печатной платы в Delta Design
Для Delta Design нам пришлось решать проблему визуализации печатных плат с большим количеством слоев и компонентов – ускорять в ядре операции с регионами.
CAE/Инженерный анализ и расчеты
Инженерам-проектировщикам промышленных объектов хорошо знакома компания «НТП Трубопровод» и ее продукты СТАРТ, ПАССАТ, Штуцер-МКЭ. С 2014 года в программе ПАССАТ, выполняющей прочностные расчеты сосудов и аппаратов, на ядре C3D Modeler создаются все элементы 3D-модели, а это довольно большой список: цилиндрические обечайки и конические переходы, приварные днища и отъемные крышки, укрепление отверстий, врезки в обечайки и выпуклые днища, фланцевые соединения и т.д.
Ядро также отвечает за расчет геометрических характеристик (объем, площадь поверхности, центр тяжести, момент инерции), а конвертеры C3D Converter – за экспорт моделей в форматы ACIS, IGES, Parasolid и STEP.
ПАССАТ
В этом году «НТП Трубопровод» подключил ядро к своему второму продукту Штуцер-МКЭ (расчеты на прочность узлов врезки в оборудование), но пока не для всех геометрических операций. Из-за особенностей моделей возникли сложности с булевыми операциями и проекцией кривых на поверхность. В основном, в нашем ядре Штуцер-МКЭ хранит кривые и строит скругления.
Штуцер-МКЭ
В разработке расчетного ПО использует ядро C3D и ядерный центр РФЯЦ-ВНИИТФ Госкорпорации «Росатом». О назначении продукта мы рассказывать не имеем права, но несколько скриншотов показать можно.
Сначала наши компоненты использовались в этом продукте только для моделирования геометрии и импорта\экспорта готовой геометрии через обменные форматы, а визуализацию разработчики делали на собственных компонентах. Но год назад они перешли на наш движок C3D Vision. По их оценке, улучшилось качество и возросла скорость вывода элементов сцены. Теперь от нас ждут инструментов для создания, вывода и работы с 2D-сценой.
AEC&BIM/ Архитектура, строительство и информационное моделирование
Несмотря на внешние различия, с точки зрения геометрического ядра архитектура мало чем отличается от машиностроения. Поэтому когда команда Renga Software Rengabim выбирала, на каком ядре писать свой BIM, наш C3D показал себя весьма достойно.
Сейчас разработчики используют ядро, решатель и конвертеры в трех продуктах: Renga Architecture, Renga Structure и Renga MEP. Инструменты C3D отвечают за создание геометрии архитектурных и конструктивных объектов, преобразование геометрии, получение разрезов и фасадов зданий, редактирование трасс и подключенного к ним оборудования, расчет масс и площадей, импорт твердотельных моделей.
Проект здания детского сада в г. Геленджике в Renga Architecture
Renga Structure
Interior and Cabinet Design/Проектирование мебели и интерьеров
К этой группе относятся приложения, которые в России привыкли называть мебельными САПР. Компания БАЗИС-Центр первой начала использовать ядро C3D, когда у нас еще не было ни документации, ни официального прайса на лицензию, ни самого названия C3D. Свой опыт выбора и внедрения ядра в проект подробно описал x512 в статье «Ядерные технологии в CAD.
Выделим в статье один момент, связанный со спецификой проектирования мебели – моделированием гнутых фасадов. По запросу «БАЗИС-Центра» мы добавили в C3D Modeler гибку нелистовых тел. Чтобы согнуть любое тело, достаточно задать режущую плоскость, количество и толщину кусков, на которые будет разбито тело, и для каждого куска задать расположение оси сгиба и его радиус нейтрального слоя. Из кусков тела будут сформированы цилиндрические сгибы, у которых слой, отстоящий на расстояние нейтрального радиуса от оси, не будет испытывать сжатия или растяжения. Теперь в САПР Базис можно моделировать гнутые фасады с фрезеровками.
Гибка нелистовых тел
Программный комплекс К3-Мебель для проектирования, производства и продажи корпусной мебели разрабатывает нижегородский «Центр ГеоС». Это единственный наш заказчик, который использует только параметрический решатель C3D Solver, без геометрического ядра. С его помощью программируется визуализация кинематики различных мебельных механизмов, например, подъемных лифтов.
К3-Мебель
Mobile&Cloud/Мобильные и облачные приложения
Среди наших заказчиков пока мало приверженцев облачных технологий, но если они решатся зайти на эту дорогу, то такой опыт у нас тоже есть.
Например, на ядре C3D Modeler реализован КОМПАС:24, Android-просмотрщик моделей КОМПАС-3D (статья ).
Новосибирская компания ЛЕДАС интегрировала ядро со своей облачной платформой LEDAS Cloud Platform (LCP). Платформа переносит САПР-приложения в web-среду и предоставляет в браузере функции хранения и управления данными, визуализации, навигации, коммуникации и совместной работы.
По запросу одного американского заказчика мы сделали параметрический решатель C3D Solver для JavaScript. Продукт, написанный на его основе, может не только функционировать в браузере, но и производить геометрические расчеты на стороне клиента. Насколько мы знаем, подобного решения нет ни у одного разработчика в мире.
PDM/Управление инженерными данными
Для удобства работы и обмена информацией в PDM-системах формируется вторичное представление документов (копия в нейтральном формате). Для этого могут использоваться VRML, eDrawings, 3D PDF. Разработчики ЛОЦМАН:PLM за 15 лет попробовали разные варианты и в прошлом году остановились на нашем просмотрщике C3D Viewer (статья). Он позволяет просматривать 3D-модели и выполнять аннотирование. Кстати функционал аннотирования был разработан по заказу команды ЛОЦМАН:PLM и входит в платную Enterprise-версию продукта. Базовый C3D Viewer остается бесплатным (скачать его можно здесь).
Вторичное представление в ЛОЦМАН:PLM
CAM/Производство
Обычно в системах подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ геометрическое ядро играет важную, но не ключевую роль: оно работает в препроцессоре, обеспечивая импорт геометрической модели из CAD-систем и доработку геометрии перед программированием обработки. По сути, ядро нужно для насыщения CAM-систем CAD-функционалом, востребованным технологами. Не обойтись без 3D-ядра и разработчикам интегрированных CAD/CAM решений.
В Мордовском государственном университете давно сложилась команда по CAM-направлению. Сначала они написали «Модуль ЧПУ. Токарная обработка» на API КОМПАС, а позднее – «Модуль ЧПУ. Фрезерная обработка» для 2,5 и 3-координатной обработки непосредственно на ядре C3D. Их путь отличается от традиционного подхода CAM-разработчиков к ядру.
Приложение интегрировано в рабочее пространство КОМПАС-3D и использует CAD-модель, созданную в КОМПАС, в качестве источника геометрической информации. С помощью функций C3D моделируются пространственные области удаления материала, их вычитание из заготовки, построение трехмерных траекторий. Специфика применения C3D для задач CAM состоит в том, что такие сложные операции геометрического моделирования, как построение оболочек, нахождение кривых пересечения, булевы операции, не являются конечными объектами моделирования (как в системах CAD), а являются элементарными кирпичиками для реализации высокоуровневых алгоритмов, специфичных для области CAM. Это накладывает дополнительные требования к согласованию точности результатов, полученных через ядро, с общей точностью вычислений в рамках высокоуровневых задач.
Модуль ЧПУ. Фрезерная обработка
Заинтересованные разработчики могут самостоятельно протестировать C3D Toolkit. Все компоненты предоставляются бесплатно на три месяца, с документацией, по заявке на нашем сайте.
Комментарии (23)
andy_p
05.12.2018 23:41> Для Delta Design нам пришлось решать проблему визуализации печатных плат с большим количеством слоев и компонентов – ускорять в ядре операции с регионами.
Что-то не похоже на плату разведенную в топоре. Где их фирменная психоделическая трассировка?c3dlabs Автор
06.12.2018 13:07Развернутый ответ разработчиков Delta Design:
В САПР Delta Design на данный момент два редактора печатных плат: один встроен в общую оболочку продукта и является «классическим» редактором с трассировкой под углами 45 и 90 градусов. В Delta Design именно в связке с этим редактором формируется 3D изображение платы.
Второй редактор — это как раз TopoR. Он входит в конфигурацию Professional Delta Design. Интеграция модуля TopoR в Delta Design налажена на данном этапе посредством экспорта/импорта. И кстати помимо фирменной «психоделической» трассировки сейчас в TopoR можно трассировать в октогональном режиме.
Alxdhere
06.12.2018 10:17Россия встала на рельсы сырьевой экономики несколько десятилетий назад, но на российском рынке ПО до сих пор нет достойного продукта для проектирования промышленных объектов нефтяной и газовой промышленности. Есть конечно попытки реализации на платформе AutoCAD и даже неплохие, но они морально устаревают вместе с платформой.
Почему до сих пор никто не взял движок C3D и не сделал на его основе продукт а-ля Aveva, Plant 4D, AutoCAD Plant 3D или AutoCAD MEP? Тот же Нанософт, уверен, мог бы такое реализовать! Спрос был бы вполне себе достойный.dows
06.12.2018 13:15+1Почему нет? Есть Model Studio от CSoft Development (http://www.mscad.ru/). Они работают как на платформе AutoCAD, так и на платформе nanoCAD Plus (и сейчас проводится ряд внедрений именно на платформе nanoCAD Plus). Для 3D они правда пока используют ACIS движок, т.к. официально поддерживают именно 8.5 версию, где C3D еще не был подключен, но внутренние технические релизы на версии 10 я вижу. И там уже используется движок C3D… Конкурируют с AVEVA, SmartPlant, Bentley Microstation, Plant 4D, AutoCAD Plant 3D… Точнее в чем-то конкурируют, в чем-то интегрируются — задача-то достаточно обширная…
Что касается AutoCAD MEP — это решение nanoCAD Инженерный BIM (комплекс из пяти продуктов Электро/СКС/ОПС/ВК/Отопление). Объединяет 3D моделирование, инженерные расчеты, привязки к производителям оборудования, выпуск рабочей документации. Интегрируются с ARCHICAD, Revit, Renga через формат IFC. Конкурируют помимо AutoCAD MEP (который на мой взгляд достаточно слабый продукт) в первую очередь с MagiCAD… Хотя в этой части они скорее интегрируются, чем конкурируют, т.к. решают чуть смежные области. Подробнее в моей статье: habr.com/post/276587 (прошло два года от написания, но все еще актуально).Alxdhere
06.12.2018 13:29На сколько крупные модели ГП/ТХ/АС/ЭМ/АСУ поднимет Model Studio в нынешней реализации? Сдается мне, что модель уровня УПН или УКПГ ему не по зубам. Развейте мои сомнения, если возможно.
Насчет слабости AutoCAD MEP вы заблуждаетесь. Очень мощный и гибкий продукт. В некоторых вопросах лучше Revit. Его позиционирование, как продукт для внутренних коммуникаций в гражданском строительстве, по моему мнению, типичный маркетинговый ход. Попытка продать AutoCAD Plant 3D подороже, при том, что в AutoCAD Plant 3D половина «слизана» с AutoCAD MEP. Слабые только две стороны: платформа AutoCAD и разрезы.dows
06.12.2018 14:16Насчет того, насколько крупные модели — это скорее к разработчикам и продвиженцам MS. Но, например, я видел вот такие модели (картинка кликабельна):
Насколько я знаю — это демонстрационный проект, который был получен путем сокращения реального проекта (удалено то, что было секретно и перекомпоновано). Кроме того, у них на сайте есть и статьи с примерами внедрения: www.mscad.ru/uses/projects. Более подробно я не знаю. Лучше за подробностями к разработчикам и продавцам Model Studio…
Про AutoCAD MEP я не заблуждаюсь, т.к. занимался внедрением этих продуктов в середине 2000-х… Промимо слабых разрезов, есть еще проблемы размерностей (наверное вы это относите к проблеме под названием «платформа AutoCAD»), проблемы слабых баз оборудования (точнее практически полного их отсутствия), проблемы инженерных расчетов (точнее полного их отсутствия), проблемы оформления по российским стандартам (точнее достаточно сложной настройки с одной стороны, а с другой невозможности получения аксонометрий, таблиц по ГОСТ, разнесения УГО и 3D моделей и т.д. — там очень комплексная проблема, которую ни один западный софт решать не хочет). Единственный плюс MEP в том, что внутри него есть AutoCAD и пользователи могут в нем просто чертить ))) Если кратко мощность и гибкость продукта нивелируется сложностью настройки, обучения и привязки к российским стандартам. Что в nanoCAD Инженерный BIM компенсируется, т.к. изначально создается под российский рынок.Alxdhere
06.12.2018 14:42Не очень то доверяю мнению разработчиков и продавцов. Первые хвалят свое детище, т.к. свой ребенок всегда лучше всех. Вторые тоже хвалят, т.к. продать надо. Хочется объективного мнения от непосредственного пользователя. Я думал вы один из них. Спасибо за картинку, но, полагаю, она собрана в Navisworks, а не средствами AutoCAD/nanoCAD.
Про AutoCAD MEP вы не уловили мою позицию, но это не критично. Я согласен с вами, что этот продукт именно для ОВ/ВК по российским стандартам не очень то подходит. Существуют более удачные продукты для этого сегмента. Однако идеологически он построен очень хорошо. Настраивается всё и вся. Главное знать, где искать. Мы его применили для промышленного проектирования в 2012 год. Уперлись только в неподъемность сложных моделей в AutoCAD. По позициям моделировать в AutoCAD MEP было нормально, но получить общую модель из десятков позиций в AutoCAD — никак.
Именно поэтому и киваю на то, что надо бы свой, российский продукт, написанный исключительно под промышленное проектирование, примерно как Aveva, на российском графическом движке. Интерфейс заимствовать из AutoCAD MEP, идеологию построения схем и трубопроводов из Aveva, принцип моделирования строительных конструкций из Tekla/Revit, электрику и автоматику из ElectriCS и AutomatiCS, генплан из GeoniCS/Civil 3D.
В продукт заложить возможность распределенного наполнения централизованной базы данных оборудования и конструкций. Чтобы и завод-изготовитель, и проектный институт, и служба заказчика, могли наполнять её или извлекать из неё информацию. Единица базы оборудования позволяла хотя бы на 50% формировать опросный лист по сохраненным для оборудования параметрам. Программный продукт цеплялся к базе и позволял вставить оборудование в локальную модель.
Модель была бы как геометрической, информационной, так и сразу расчетной. Осуществлялся бы анализ прочности, расчет нагрузок на опоры и т.п. Позволяла бы исключить передачу как минимум половины заданий между смежными отделами. При построении модели происходил анализ конструкции в реальном времени с отображением ненавязчивых подсказок о возможных проблемах, о минимальном расстоянии между опорами, о разрывах между трубами разных диаметров, о необходимости изоляции нужной толщины и т.п.
Что-то я разошелся… :)dows
06.12.2018 22:28>> Спасибо за картинку, но, полагаю, она собрана в Navisworks, а не средствами AutoCAD/nanoCAD.
Если посмотреть внимательно на скриншот, то в названии продукта можно увидеть CADlib. Это сборщик моделей Model Studio…
Я САПРовец, сейчас технический директор Нанософт в части платформы nanoCAD Plus. Всю свою свою жизнь внедряю ПО и работаю с пользователями. И понимаю фантастичность того, что вы сейчас описываете )) Согласен, как цель — отличное описание. И именно это мы в своих продуктах и стараемся реализовать. Наша проблема в том, что пользователи сейчас уверены в западных продуктах (и ваши слова скорее подтверждают мое мнение), а российские продукты изучать не хотят («ну, что там эти русские могут сделать? очередную Ладу?»)… Это надо побеждать качеством продуктов и постепенным развитием нашего рынка… Что собственно и делаем…
В любом случае — мои посты, надеюсь, как минимум изменили ваше мнение о том, что у нас нет продуктов уровня AVEVA/AutoCAD MEP, а дальше… Надеюсь, что вы найдете время на изучение этих решений более глубоко, чтобы составить свое мнение об их возможностях. Мое мнение об AutoCAD MEP составлено уже очень давно — именно поэтому я и взялся за помощь в развитии nanoCAD Инженерный BIM ))Alxdhere
07.12.2018 06:36Зря вы так в мой адрес. Нет у меня предвзятого отношения к программным продуктам. Моё отношение предвзято только к необъективному мнению разработчиков и «продаванов».
Слегка в сторону от САПР, могу отметить отличный продукт — TDMS. Работаю с ним уже больше 10 лет. Внедрил в двух организациях. Автор и архитектор программы просто умничка(и).
Также уважительно отношусь ко всей линейке nanoCAD, хоть она и выглядит плагиатом (клоном) AutoCAD. Её нацеленность на конечный результат и соотв. российским нормам очень радуют. Беда только в том, что они отстают от современных требований заказчиков. Тот же ГПН уже сейчас просит 3D ИМ (информационные модели), которые не построить штатными средствами nanoCAD'ов.
И еще раз к моему вопросу. Отечественных продуктов предостаточно, но нет такого или таких, которые бы комплексно удовлетворяли требованиям именно промышленного проектирования. Все время приходится идти на компромиссы.dows
07.12.2018 12:32Я ни в коем случае не хочу вас обидеть. И я не сомневаюсь в вашей компетенции. Просто вы философствуете, я тоже чуть пофилософствовал…
3D ИМ, BIM и прочие современные технологии без сомнения нужны. Согласен, что тот же ГПН (и не только он) просит информационные модели. Более того, ему уже можно сейчас давать информационные модели. Более того, разработанные в российском софте (эти примеры я привел выше). Все ли хорошо с этими моделями? Нужно ли их еще развивать? Да, не все хорошо и да, нужно развивать (как российские, так и ИМ из западных продуктов — та же AVEVA далека от совершенства). Собственно, рынок их и развивает и будет развивать еще лет 30…
Но параллельно развиваются и требуются более простые программные продукты — думаю, что платформа nanoCAD Plus будет актуальна еще минимум лет 10-20. Об этом также я философствую и аргументирую в свой последней статье: habr.com/company/nanosoft/blog/423253.Alxdhere
07.12.2018 12:44Полностью согласен насчет nanoCAD. Он будет востребован как электронный кульман еще долго.
Интересно, что требования ГПН к 3D ИМ настолько разнятся с тем, что выдают современные программы 3D моделирования, что невольно возвращаешься к моему вопросу: Почему у нас не напишут специализированный продукт для промышленного проектирования?! :)
И требования вполне разумные. Неолант даже пытается их реализовать в своих продуктах. Жаль, что он один.dows
07.12.2018 15:15>> Почему у нас не напишут специализированный продукт для промышленного проектирования?! И требования вполне разумные.
Да почему не пишут-то? Пишут! )) Просто задача очень объемная. И пишут в первую очередь то, на что выделяют финансы и составляют договора. Из воздуха ПО такого уровня само по себе не возникнет…
Am0ralist
07.12.2018 15:32Почему у нас не напишут специализированный продукт для промышленного проектирования
Блин, тут даже просто мебельные компании из крупных пилят, например, свои плагины на C# под SolidWorks (в котором без этого на потоке что-то делать… в общем-то можно, но...), причем количество разрабов меня в свое время порадоволо. Скажем так, даже навскидку, потраченные суммы позволили бы выкупить как минимум наполовину одного из приведенных разрабов мебельного када, как мне кажется, а вот результат по мнению того, кто работал с программой из примеров в статье и с доработанным солидом — мягко говоря не лучше.
Так что ответ видимо в том, что у тех, кто может сделать аналог — не хватает финансов, дабы такое потянуть, а те, у кого хватает финансов по какой-либо причине выберут или готовый зарубежный, или какой костыль поверх.
kompas_3d
06.12.2018 15:23А вы Renga MEP видели?
rengabim.com/renga-mepAlxdhere
06.12.2018 20:15Сам лично не щупал, видел только презентацию. Сейчас и не вспомню, что именно не вдохновило. Да и опять же, ориентир у продукта на гражданское проектирование, а не промышленное. Опять, здания, этажи, квартиры, стены, отделка, уровни и т.п. Нет этого в нашем промышленном проектировании. Оно только усложняет восприятие продукта.
kompas_3d
07.12.2018 11:23Если нужно промышленное, то есть строительные приложения с технологией MinD для КОМПАС-3D.
Rengabim
07.12.2018 19:50Alxdhere Так вы видели презентацию по ознакомительной версии Renga MEP, где демонстрировался только инструмент Автоматической трассировки. С тех пор прошло более 3х месяцев и к первому релизу в Renga MEP добавилось много функционала, как и сам инструмент Автоматической трассировки был сильно переработан с учетом пожеланий пользователей. Поэтому приглашаем вас на web-презентацию Renga MEP 19.12.18 в 11:00 по мск., где вы сможете обновить информацию по Renga MEP и задать свои вопросы, а так же скачать пробную версию системы.
Ниже ссылка для регистрации:
rengabim.com/new_events/premernyj-pokaz-renga-mep
Ждем вас на презентации!
Am0ralist
c3dlabs Автор
Насколько мы знаем, в последней версии своего продукта они полностью перешли на наше ядро. x512 может уточнить.
Am0ralist
Это хорошо, если так, просто давно не использовал.
Переход на новое ядро тогда не плохо на них сказался, а свое старое их к тому моменту уж явно тормозило в развитии.
x512
Мы перевели весь функционал на C3D достаточно давно, однако идентичность геометрических моделей достигнута только в последней, 10 версии Базиса. На всякий случай еще оставлена опцию переключения между ядрами, которую мы планируем окончательно убрать в следующей версии.
Am0ralist
И это замечательно)
Передавайте привет разработчикам!