Solid Edge

De Mihail BOTEZ

1. „Modul de lucru, facilitati, posibilitati de interfata cu alte sisteme CAD, biblioteci de elemente standardizate etc. (o varianta de demo ar fi foarte utila īn acest sens)."

Modul de lucru si facilitatile au fost expuse, īn limita posibilului, īn articolul din numarul trecut al revistei CAD Report.

Īn rezumat, Solid Edge este destinat proiectarii 3D a ansamblurilor si reperelor componente, inclusiv realizarea desenelor si listelor aferente.

Ca tip de produs, el se situeaza īntre programele CAD traditionale (AutoCAD, MicroStation) care, nefiind concepute initial pentru 3D nu au functiile pentru proiectarea ansamblurilor, si programele de proiectare/fabricatie avansate (Intergraph EMS, Catia, Pro/ENGINEER, ComputerVision etc.), al caror model matematic de reprezentare a corpurilor este, īn genere, subordonat fabricatiei asistate (CAM) si simularii conditiilor de functionare.

Daca functiile de generare, manipulare si asamblare a corpurilor 3D din AutoCAD nu v-au satisfacut, atunci faceti parte din categoria de utilizatori pentru care a fost creat Solid Edge.

Daca vizati functii de modelare a suprafetelor complexe (asa-zisele „free-form surfaces", specifice designului bunurilor de larg consum, caroseriilor auto, industriei de avioane, etc.), atunci versiunea actuala Solid Edge nu va va satisface (urmeaza omologarea lui Solid Edge Plastics) si, daca va grabiti, v-ati putea orienta spre sistemele CAD/CAM „monolitice" (Intergraph EMS, Catia, Pro/ENGINEER, etc.).

Aici sta puterea lui Solid Edge si noutatea absoluta a tehnologiei sale informatice.

Sa stabilim īntīi terminologia folosita īn continuare. Pentru claritate, vom numi prin „model" reflectarea informatica a corpului fizic (existent sau īnchipuit de proiectant). De exemplu, un reper este reprezentat informatic printr-un model matematic/geometric (ansamblu de elemente geometrice: linii, cercuri etc. īntre care programul creeaza anumite legaturi conform modelului matematic care sta la baza soft-ului) care reflecta forma reperului si un set de atribute alfanumerice atasate acestui model geometric care reflecta proprietatile sau comportamentul acestuia. Acest ansamblu (geometrie + atribute descriptive) reprezinta „modelul" reperului fizic. Modelul exista asa numai cīnd este compus īn memoria calculatorului, din informatia salvata īn fisiere (fisiere tip .dwg, .dgn etc. si fisiere tip baze de date). Modelul nu īnseamna fisierele de pe disc; acestea sīnt numai forma persistenta (pe disc sau pe alt suport de īnregistrare a informatiei) a modelului. Calculatorul reface īn memorie modelul reperului din informatiile organizate īn fisiere, pe baza procedurilor din soft. Daca aceste proceduri sīnt propriii aplicatiei respective (adica nu sīnt expuse īntr-o specificatie publica, accesibila oricarui utilizator), atunci modelul nu se poate recompune corect din fisiere decīt īn aplicatia care l-a creat. Acesta este cazul majoritatii programelor CAD actuale (de ex. AutoCAD) ale caror formate de fisiere (.dwg) nu au structura publicata oficial.

Interfatarea produselor CAD a evoluat, istoric, spre doua concepte:

I.primul (si cel mai raspīndit) este transferul de informatie privind modelul prin fisiere de schimb. Īl vom denumi conversie de formate, tocmai pentru a sublinia esentialul: informatia īsi schimba formatul initial. Exista, deci, (i)un format originar sau sursa (al aplicatiei care a creat modelul, de exemplu AutoCAD .dwg), (ii)un format destinatie (cel al aplicatiei īn care "importam" modelul, de ex. MicroStation .dgn) si (iii)un format intermediar, neutru, folosit numai pentru schimb (de ex. .dxf).

Cele mai raspīndite formate si specificatii de schimb de date CAD sīnt .dxf, IGES, CALS si STEP.

Metoda conversiei a fost un pas mare īnainte (fata de alternativa refacerii modelului īn noua aplicatie) dar, indiferent de complexitatea si rafinamentul acestor fisiere si specificatii de schimb, METODA translatarii ramīne grevata de urmatoarele neajunsuri de PRINCIPIU:

• acuratetea modelului rezultat din conversie (fata de cel original) depinde de corectitudinea cu care sīnt (i)convertite datele sursa ĪN formatul de schimb si (ii)convertite datele DIN formatul de schimb īn formatul destinatie. Fiecare din aceste doua etape obligatorii ale conversiei se realizeza de programe diferite, scrise de furnizori diferiti, care nu se aliniaza īntotdeauna īn acelasi timp la ultima specificatie/versiune a formatului de schimb.
• nici o conversie nu se poate realiza cu randament 1 (fara pierdere de informatie). Daca aceasta pierdere īnseamna doar ca, de exemplu, doua linii concurente la vīrf īn aplicatia sursa (de ex. AutoCAD) nu se mai unesc īn acelasi punct īn aplicatia destinatie (de ex. Solid Edge) īnca "mai merge"; dar daca sensul unei normale la o suprafata s-a schimbat atunci fata respectiva devine invizibila la o "ascundere de linii", sau s-ar putea ca discretizarea/analiza cu elemente finite sa reproduca comportamentul altui corp. Cīteodata, "curatirea de scame" (cleanup) rezultate din conversie este la fel de laborioasa ca si refacerea partiala a modelului īn aplicatia destinatie si, cu certitudine, foarte frustranta.
• nici un format de schimb nu a reusit pīna acum si nu va reusi vreodata sa tina ritmul cu cresterea diversitatii si a complexitatii informatiei despre model care se doreste sa fie transmisa īntre programe.
• cel mai mare inconvenient al metodei conversiei formatelor consta īn faptul ca, īntre modelul sursa si modelul destinatie (sau fisierele respective) nu se poate stabili o legatura dinamica, care sa actualizeze automat (sau la cerere) modelul īn una/ambele aplilicatii īn functie de modificarile efectuate īn oricare dintre acestea. Mai mult, īn practica se constata deruta īn fata īntrebarii: am importat oare ultima versiune a modelului, conform modificarilor la zi ale sursei ? Cīte modificari s-or fi facut si cīt va dura repetarea "curatirii de scame" de la īnceput ? Deconectarea fisierelor "sursa" de cele "destinatie" datorita fisierului intermediar impune implementarea unui sistem (de obicei manual) de gestiune a modificarilor si a versiunilor de fisiere (versioning), care sa semnalizeze momentele de sincronizare a modelelor.

Metoda conversiei de formate va ramīne cea mai ieftina, accesibila (deci si raspīndita) metoda de interfatare (import/export) si, deocamdata, singura posibila īntre aplicatiile CAD rulīnd pe platforme (procesor/sisteme de operare) diferite.

Cea mai evoluata metoda de conversie actuala este initiativa STEP (poate fi asemanata, īn gluma, cu un fel de limba Esperanto pentru CAD) si este sustinuta cu precadere de producatorii de soft CAD sub UNIX, deoarece este singura posibilitate a acestora de a rupe izolarea acestor programe de universul Windows.

Solid Edge comunica (prin modulul optional Solid Edge Exchange) cu programele aliniate la STEP, IGES si VDAFS.

II. a doua cale, cea mai moderna, de interfatare cuprinde metodele de integrare. Cele mai cunoscute metode de integrare se bazeaza pe (i)tehnologia obiectelor (Microsoft/OLE for Design and Modeling, AutoCAD ARX, Objective MicroStation, ComputerVision/Pelorus etc.) si (ii)modelarea ACIS.

Daca metoda conversiei este o metoda de interfatare īntre programe, tehnologiile de integrare reprezinta, de fapt, metode de interfatare īntre modele.

Deosebirea esentiala fata de metoda conversiei de formate consta īn faptul ca datele nu-si altereaza formatul nativ. Metoda conversiei (īndeosebi cea bazata pe obiecte) asigura coexistenta modelelor provenite din aplicatii sursa diferite īn aceeasi aplicatie destinatie, fara ca importul/exportul sa fi modificat formatul nativ al datelor.

Modelarea ACIS (autor Spatial Technology Inc.) este de fapt un formalism matematic de reprezentare a corpurilor solide si a relatiilor (legaturilor) īntre ele, independent de vreun program CAD. Performantele sale, ca si faptul ca este dezvoltat de o firma neutra (Spatial Technology Inc. nu produce si un soft CAD) a facut ca ACIS sa devina un standard "de facto" pentru modelarea solidelor si transferul acestor modele īntre aplicatii. Desi utilizarea modelelor de schimb ACIS īnseamna, practic, importul/exportul datelor via un fisier intermediar (.sat), aceasta metoda se deosebeste principial de metoda clasica a conversiei prin faptul ca atīt aplicatia sursa cīt si cea destinatie trebuie sa implementeze intern acelasi formalism matematic (algoritm licentiat de Spatial Technology) pentru salvarea/restaurarea modelului īn/din fisierulE.sat. O aplicatie care implementeaza ACIS nu este doar capabila sa scrie/citeasca fisiere .sat prin translatarea formatului intern propriu, ci īnglobeaza un esafodaj matematic strict pentru definirea si manipularea corpurilor solide, pe baza specificatiilor emise de Spatial Technology.

Solid Edge implementeaza si el ACIS, prin urmare poate importa/exporta modele cu orice produs CAD, CAM sau CAE (analiza cu elemente finite) care poate activa modele ACIS. Studiile de piata arata ca ACIS este si va ramīne cea mai raspīndita metoda de integrare īntre programele CAD specializate īn modelarea solidelor; adoptarea astazi a unui program CAD de solid modeling nealiniat la ACIS condamna utilizatorul produsului respectiv la "izolare" pe o insula de informatizare (chiar daca este foarte performanta ca, de exemplu, EMS al Intergraph, Pro/ENGINEER al Parametric Technology sau Euclid al Matra Datavision).

ACIS trebuie, īnsa, diferentiat de tehnologia obiectelor desi fac parte din aceeasi categorie de metode deoarece:

• integrarea prin modele ACIS ramīne o metoda dependenta de produsul (specificatiile) si destinul unei singure firme.
• ACIS ramīne o metoda de integrare/transfer de obiecte grafice, restrīnsa deci la transferul numai īntre aplicatii CAD pentru informatia exclusiv geometrica. Modelele ACIS nu pot fi integrate, de exemplu, īntr-o aplicatie care sa calculeze devize de materiale sau consumuri si care sa "exploreze" modelul prin interfete cunoscute pentru a gasi atributele necesare pentru calcul.
• ACIS este, īn primul rīnd, un engine pentru modelarea corpurilor solide, care s-a raspīndit atīt de mult īncīt a devenit si un "vector" de schimb de date, fara sa fi fost gīndit pentru acest lucru.

Tehnologia obiectelor reprezinta o modalitate mult mai cuprinzatoare de integrare a informatiilor īntre aplicatiile CAD, si īntre acestea si lumea aplicatiilor non-CAD. Numarul 5 din revista CAD Report cuprinde o prezentare in extenso a acestei problematici, ca si un punct de vedere asupra superioritatii standardului OLE for Design and Modeling (adoptat de Microsoft) fata de ARX (Autodesk) sau Objective MicroStation (Bentley Systems Inc.).

Solid Edge, fiind un program absolut nou al Intergraph Corporation, realizat īn 1996 numai pe baza ingineriei COM din Windows, este singurul produs CAD pentru 3D care implementeaza TOATE tehnicile de interfatare (metoda conversiei bidirectionale via STEP, IGES, VDAFS, metoda integrarii via STEP si OLE for Design and Modeling), fiind livrat si cu server-e OLE4D&M realizate de Intergraph pentru AutoCAD, MicroStation si EMS (aplicatii ale caror versiuni curente īnca nu sīnt compatibile cu aceasta ultima extensie OLE).

Solid Edge nu vine cu biblioteci complete de elemente standardizate, dar ofera "wizard"-uri pentru definirea sau importul acestora.

Motivul absentei acestei capabilitati (care nu este o lipsa temporara, ci voita) provine din filozofia diferita de particularizare/extindere din Solid Edge (inclusiv definirea de biblioteci de simboluri etc.) fata de sistemele CAD traditionale.

Sistemele CAD traditionale (AutoCAD, MicroStation etc.) ofera asemenea biblioteci, dar create de terti (developer-i independenti) folosind metodele (limbaje de programare, macrouri etc.) proprii produsului respectiv.

Dupa ce veti parcurge raspunsul la īntrebarea a 2-a veti īntelege ca neajunsul acestei abordari traditionale consta īn faptul ca aceste biblioteci vor fi accesibile/exploatabile numai īn aplicatia CAD care le-a creat. Solid Edge propune o alta viziune asupra extinderii platformelor CAD, prin care aceste biblioteci sīnt exploatabile si de sisteme CAD diferite, fara a avea nevoie de nucleul CAD originar.

Noutatea absoluta a acestei conceptii (1996) face ca, pentru moment sa existe putine firme care sa fi oferit deja asemenea biblioteci si extensii. Īn orice caz, Integraph nu le va dezvolta el īnsusi.

Majoritatea aplicatiilor terte disponibile pentru Solid Edge sīnt īn sfera analizei structurale, fabricatiei asistate (CAM) etc.

2. „Daca exista posibilitati de acces la entitati si meniuri īn vederea implementarii de optiuni personale, eventual ceva detalii īn acest sens"

Da.

Īntrucīt Solid Edge:

• este o aplicatie nativa Windows (este creata exclusiv cu inginerie software Windows: obiecte COM, controale OCX/DirectX etc. - deci nu este o portare sub Windows a unei aplicatii mai vechi, care sa fie tributara unei interfete utilizator sau unor instrumente de dezvoltare/implementare "straine" mediului Windows) si
• mai este si "Microsoft Office Compatible"
• are aceleasi modalitati de "acces la entitati si meniuri" ca si Word, Excel, PowerPoint etc. (de ex. macrouri, butoane etc. create cu Visual Basic for Applications). Solid Edge nu are un limbaj propriu (proprietar) de dezvoltare. Tendinta aplicatiilor moderne (nu numai CAD) este de a abandona orice instrumente de adaptare/dezvoltare (customization) proprietare, adica limbaje de programare, SDK-uri, macrouri etc. apartinīnd aplicatiei īnsasi sau firmei producatoare (de ex. AutoLISP, ADS, MicroStation Development Language, Objective MDL etc.). Aceste metode proprietare de customization, intrinseci produsului, au reprezentat un pas īnainte acum 10-15 ani, dar nu mai corespund cerintelor moderne deoarece:
  • creeaza "insule" de programare īn firme, adica necesita programatori specializati strict īn mediul de dezvoltare respectiv;
  • mediile de dezvoltare respective sīnt relativ sarace īn compilatoare, debugger-e etc., fiind, de obicei, doar niste interpretoare (de ex. AutoLISP, limbajul nativ al AutoCAD-ului). Chiar daca majoritatea furnizorilor ofera, mai nou, si posibilitatea dezvoltarii īn limbaje mai evoluate (C, C++ cum sīnt ADS sau ARX SDK pentru AutoCAD etc.), acestea sīnt "etaje" de programare suprapuse mediului original de dezvoltare, adica orice aplicatie scrisa īn limbajul de "suprafata" de fapt este convertita intern īn limbajul original, proprietar. Aceasta strategie s-a dovedit falimentara īn alte domenii software datorita "fragilizarii" aplicatiilor si depanarii extrem de greoaie a programelor complexe.
  • nu ofera posibilitatea integrarii aplicatiilor tehnico-ingineresti cu cele de business si office automation īntr-un īn "flux de aplicatii" (workflow), deoarece instrumentele de dezvoltare sīnt incompatibile;
  • nu poseda nici o deschidere spre dezvoltarea de aplicatii īn retele Internet si Intranet;
  • nu ofera posibilitatea dezvoltarii de "aplicatii din componente" (component software), adica programarea de catre utilizator, prin īnglobarea de subcomponente soft "refolosibile" (functii, subrutine etc.) provenind din aplicatii diferite, a unei aplicatii adaptate cerintelor sale. Conceptul de component software reprezinta raspunsul ingineriei soft moderne la reactia actuala de respingere de catre utilizatori a soft-urilor monolitice (inclusiv CAD). Cele mai cunoscute exemple de component software sīnt aplicatiile Microsoft din Office, care partajeaza anumite componente soft (help-uri, Spelling Checker-e etc.) si permit crearea de aplicatii noi (īn Visual Basic for Applications, de exemplu) folosind "controale" si alte subcomponente ale aplicatiilor din Office.

Faptul ca utilizatorul poate folosi acelasi mediu de dezvoltare pentru CAD ca si pentru restul aplicatiilor dintr-o firma (economice, birotica etc.), deci aceleasi resurse (programatori, compilatoare etc.), reprezinta un avantaj economic substantial, simultan cu eliminarea "izolarii" informatice a CAD-ului īntr-o firma.

Solid Edge (si Imagineer Technical pentru 2D) permit "asamblarea" unei aplicatii complet noi, folosind componente din aplicatia originala si din alte aplicatii native Windows, pe baza unui mediu standard de dezvoltare corespunzator sistemului de operare (nu al lui Solid Edge!) gen Visual Basic, Visual Basic for Applications, Borland/Delphi, PowerSoft/PowerBuilder etc. Acesta este conceptul modern de component software. Pentru rularea acestor aplicatii nu mai este nevoie de aplicatiile originale īn īntregime, ci numai de componentele soft (controale OCX, DLL-uri etc.) care sīnt utilizate/apelate īn aplicatie. Aplicatia noua este "activata" si executia ei este controlata direct de catre sistemul de operare (Windows NT/95), nu de catre aplicatia (aplicatiile) din care acestea provin. Aceasta confera avantaje indiscutabile privind fiabilitatea si stabilitatea aplicatiei, depanarea mai rapida si independenta de platforma CAD initiala.

Conceptul de component software īnlocuieste filozofia traditionala īn dezvoltarea aplicatiilor (nu numai CAD) si anume structura "sandvis".

Filozofia traditionala (tip "sandvis") a sistemelor tradCAD (si nu numai a acestora), īn care regasim:

• aplicatiile a,b,c de birou gen Excel, Word, PowerPoint etc. care functioneaza "implantate" direct īn sistemul de operare (de obicei Windows). Aceste aplicatii se mai numesc uneori si aplicatii de productivitate individuala (personal productivity tools)
• sistemele "tradCAD" care se compun (i)dintr-un nucleul "tradCAD" (gen AutoCAD, MicroStation etc.) care ruleaza sub sistemele de operare majore si (ii)aplicatiile utilizatorului sau cumparate, programate īn mediul de dezvoltare propriu nucleului respectiv (AutoLISP, ADS, ARX, MDL, Objective MDL etc.). Aplicatia poate folosi (aplicatiile X,Y,Z) sau nu (aplicatiile A,B,C,D,E) interfete cu baze de date (pentru atribute, parametri de proiectare etc.).

Aplicatiile (A,B,...Y,Z) sīnt "implantate" īn platforma CAD originara, adica lansarea si controlul executiei lor se efectueaza numai de aplicatia originara, care trebuie instalata integral īn mediul de executie. Depanarea acestora, ca si orice dezvoltare ulterioara de versiuni noi sīnt legate de evolutia (relativ necontrolabila de beneficiar) a acestei platforme. Executia aplicatiei se desfasoara "īn interiorul" platformei tradCAD originare, iar programul sursa nu are nici o semnificatie īn afara acesteia. De exemplu, o aplicatie tip X care proiecteaza rulmenti, programata īntr-unul din mediile de dezvoltare AutoCAD (AutoLISP, ADS) folosind o interfata cu dBASE pentru datele de catalog nu va putea functiona niciodata (adica sa proiecteze acelasi rulment) īn MicroStation, deoarece limbajul de programare difera, ca si legaturile externe ale elementelor grafice cu atributele din dBASE. Īntr-un mediu modern de proiectare, īn care o firma schimba informatii CAD cu subcontractantii sau cu beneficiarii sai (care pot folosi alt sistem CAD), sau īn care cerintele de proiectare foarte diverse pot impune coexistenta, īn aceeasi firma, a mai multor nuclee tradCAD (de ex. AutoCAD pentru desenare/proiectare instalatii electrice si MicroStation extins cu o aplicatie Intergraph pentru proiectare instalatii uzinale cu tubulaturi), dependenta aplicatiilor specifice programate de beneficiar numai de platforma CAD originara conduce la costuri prohibitive (conversii de fisiere etc.), sau la dependenta periculoasa de o singura platforma CAD.

Īn concluzie, īn sistemele tradCAD tip sandvis, liantul aplicatiilor si orice legatura informatica cu "lumea exterioara" se afla sub afla exclusiv la nivelul (sub controlul) nucleului CAD originar.

Īn figura urmatoare se prezinta conceptul absolut modern al "aplicatiilor CAD din componente plug and play" (component software), initiat īn 1996 prin lansarea lui Solid Edge si Imagineer:

Deosebirea esentiala fata de cazul precedent consta īn "implantarea" aplicatiilor dezvoltate de utilizator exclusiv īn sistemul de operare, care este "liantul" aplicatiilor diverse si care asigura atīt infrastructura de dezvoltare (mediile pentru OLE Automation, gen Visual Basic, Delphi, PowerBuilder etc.), cīt si mecanismele de "interfatare cu lumea exterioara" (OLE, OLE for Design and Modeling, conectivitate ODBC cu baze de date etc.). Aplicatiile A,B,C nu mai sīnt dependente de vreo platforma CAD, ba chiar pot le pot "comanda" prin mecanismele de OLE Automation fara a scrie vreo linie de cod īn limbajul intern al acestora. Aceleasi instrumente de programare se folosesc atīt pentru aplicatiile CAD cīt si pentru cele de birou, putīnd chiar combina functii (componente) ale acestora īntr-o aplicatie mixta.

Īn concluzie, īn sistemele CAD din "componente plug and play", liantul aplicatiilor si orice legatura informatica cu "lumea exterioara" se afla sub afla exclusiv la nivelul (sub controlul) sistemului de operare.

3. Cerintele hardware si software minimale ca si cele recomandate.

Minimal: orice platforma Wintel: procesor Intel 486/66 MHz, 32 MB RAM, CD-ROM local sau accesibil īn retea, 100 MB HD pentru instalare, Microsoft Windows 95 sau Windows NT 3.51)

recomandat: statie grafica Intergraph TDZ sau similara: procesor Intel Pentium Pro/200 MHz, extensibil dual, 64 MB RAM ECC, bus PCI cu 132 MB/sec bandwidth, controlor Ultra SCSI, accelerator grafic 3D standard OpenGL.

(C) Copyright Computer Press Agora