СИСТЕМА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Российский патент 2020 года по МПК G06F30/17 G06F30/20 G06K9/00 G06T17/00 

Настоящее раскрытие относится к общей области систем компьютерного проектирования, разработки, производства и визуализации (индивидуально и совместно ʺсистемам CADʺ), системам управления жизненным циклом продукта (ʺPLMʺ) и аналогичным системам, которые управляют данными для продуктов и других предметов (совместно, системам ʺуправления данными о продуктахʺ или системам PDM).

Системы PDM управляют PLM и другими данными. Желательны усовершенствованные способы и системы.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, способ имитации модификаций в конструкции компонента многокомпонентного продукта содержит моделирование продукта с использованием вариационной прямой модели; выбор одного компонента многокомпонентного продукта для модификации; установление критериев для представляющей интерес области в компоненте; определение всех представляющих интерес областей в модели, представляющей выбранный компонент, которые удовлетворяют критериям; извлечение данной или каждой представляющей интерес области из модели; применение геометрической модификации к данной или каждой извлеченной представляющей интерес области компонента; повторное соединение данной или каждой геометрически модифицированной представляющей интерес области с выбранным компонентом; и обеспечение представления модифицированного компонента.

Способ может дополнительно содержать применение геометрической модификации к базовой модели.

Представляющие интерес области могут содержать выступ или карман, имеющий границы равной выпуклости с остальной частью модели.

Способ может дополнительно содержать модификацию модели, представляющей выбранный компонент в областях за пределами представляющих интерес областей, путем исправления открытых поверхностей, из которых была извлечена представляющая интерес область.

Этап исправления может содержать формирование непрерывной поверхности между краями (ребрами) открытых поверхностей.

Способ может дополнительно содержать сохранение представления модифицированного компонента отдельно для каждой представляющей интерес области.

Способ может также содержать применение способа к другому компоненту многокомпонентного продукта, который взаимодействует с одним компонентом.

Способ может дополнительно содержать обеспечение представления многокомпонентного продукта, включающего в себя модифицированный компонент или компоненты.

Способ может дополнительно содержать удаление обработок из представляющей интерес области перед извлечением области из модели и возвращение обратно обработок после повторного соединения с моделью.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, способ редактирования модели, причем способ выполняется в системе обработки данных, содержит идентификацию одной или нескольких представляющих интерес областей в модели; отделение одной или нескольких областей от модели для формирования отделенной области и базовой модели; применение изменения к отделенной области для формирования измененной отделенной области; повторное соединение измененной отделенной области с базовой моделью для формирования измененной модели; и вывод полученной в результате топологии.

Способ может дополнительно содержать применение изменения к базовой модели.

Идентификация представляющей интерес области для отделения, может содержать определение наличия выступа или кармана, имеющего согласованную выпуклость на его границе с моделью.

Способ может дополнительно содержать удаление обработок из представляющей интерес области перед извлечением области из модели и возвращение обратно обработок после повторного соединения с моделью.

Вывод может содержать сохранение или отображение измененной модели.

Модель может содержать представление любого сплошного объекта.

По меньшей мере один оператор прямого моделирования может быть применен к данной или каждой отделенной представляющей интерес области.

Способ может дополнительно содержать идентификацию одной или нескольких базовых представляющих интерес областей и применение по меньшей мере одного оператора прямого моделирования к базовой области.

Оператор прямого моделирования содержит одно из перемещения, поворота, изменения размера, смещения, сужения или возвращения.

К одной или нескольким базовым представляющим интерес областям может быть применено изменение, которое восстанавливает до твердого тела любое отверстие, оставленное отделенной представляющей интерес областью.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, система обработки данных, имеющая по меньшей мере процессор и память с возможностью доступа, содержит средство для приема выбранного компонента модели, причем модель представляет многокомпонентный продукт; средство для идентификации одной или нескольких представляющих интерес областей, содержащих топографические признаки в выбранном компоненте модели; средство для извлечения представлений одной или нескольких областей из модели для формирования отделенной области или областей; средство для применения геометрической модификации к отделенной области для формирования модифицированной отделенной области; средство для повторного соединения модифицированной отделенной области с моделью для формирования измененной модели; и средство для вывода результирующей топологии выбранного компонента.

Средство для вывода результирующей топологии может содержать хранилище или устройство отображения.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложен не-временный считываемый компьютером носитель, закодированный исполняемыми инструкциями, которые, при исполнении, побуждают одну или несколько систем обработки данных выполнять способ имитации модификаций в конструкции компонента многокомпонентного продукт в соответствии с первым аспектом.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, предложен не-временный считываемый компьютером носитель, закодированный исполняемыми инструкциями, которые, при исполнении, побуждают одну или несколько систем обработки данных выполнять способ редактирования модели в соответствии со вторым аспектом.

Вышеизложенное достаточно широко описывает признаки и технические преимущества настоящего раскрытия, так что специалисты в данной области техники могут лучше понять последующее подробное описание. Дополнительные признаки и преимущества раскрытия, которые будут описаны ниже, образуют предмет формулы изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что они могут легко использовать концепцию и конкретный вариант осуществления, раскрытый в качестве основы для модификации или проектирования других структур для достижения тех же целей настоящего раскрытия. Специалистам в данной области техники также должно быть понятно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за пределы объема раскрытия в его самой широкой форме.

Прежде чем приступить к нижеследующему подробному описанию, может быть полезным сформулировать определения некоторых слов или фраз, используемых в этом патентном документе: термины ʺвключатьʺ и ʺсодержатьʺ, а также их производные означают включение без ограничения; термин ʺилиʺ является инклюзивным, означающим и/или; и термин ʺконтроллерʺ означает любое устройство, систему или их часть, которая управляет по меньшей мере одной операцией, независимо от того, реализовано ли такое устройство в аппаратных средствах, встроенном программном обеспечении, программном обеспечении или некоторой комбинации по меньшей мере двух из них. Следует отметить, что функциональность, ассоциированная с каким-либо конкретным контроллером, может быть централизованной или распределенной как локально, так и удаленно. Определения для некоторых слов и фраз приведены в этом патентном документе, и специалистам в данной области должно быть понятно, что такие определения применяются во многих, если не в большинстве, случаев предшествующих, а также будущих использований определенных таким образом слов и фраз. Хотя некоторые термины могут включать в себя широкий спектр вариантов осуществления, прилагаемая формула изобретения может прямо ограничивать эти термины конкретными вариантами осуществления.

Пример способа и системы обработки данных в соответствии с настоящим раскрытием будет описан ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1а-1c сравнивают эффект редактирования с использованием стандартного прямого моделирования и способа согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 показывает пример компонента, к которому может быть применено изобретение;

Фиг. 3а-3е показывают эффект применения геометрической модификации к компоненту согласно фиг. 2 с использованием стандартной модели;

Фиг. 4а-4е показывают эффект применения геометрической модификации к компоненту согласно фиг. 2 с использованием способа и системы обработки данных согласно настоящему изобретению;

Фиг. 5а и 5b иллюстрируют один вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению;

Фиг. 6 иллюстрирует настоящее изобретение более подробно;

Фиг. 7 иллюстрирует настоящее изобретение более подробно;

Фиг. 8 иллюстрирует настоящее изобретение более подробно;

Фиг.9 иллюстрирует настоящее изобретение более подробно;

Фиг. 10 иллюстрирует пример применения упрощения в способе согласно настоящему изобретению;

Фиг. 11 иллюстрирует пример применения упрощения в способе согласно настоящему изобретению;

Фиг. 12а и 12b показывают более подробно конкретные признаки настоящего изобретения;

Фиг. 13 - блок-схема системы обработки данных, в которой может быть реализован вариант осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций примера способа согласно настоящему изобретению.

Варианты осуществления согласно фиг. 1-14, использованные для описания принципов настоящего раскрытия в этом документе, являются только иллюстрацией и никоим образом не должны истолковываться, чтобы ограничивать объем изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что принципы настоящего изобретения могут быть реализованы в любом подходящим образом выполненном устройстве.

Фиг. 13 иллюстрирует пример системы обработки данных, в которой может быть реализован вариант осуществления настоящего изобретения, например система CAD, сконфигурированная для выполнения процессов, как описано в настоящем документе. Система 1 обработки данных содержит процессор 2, соединенный с локальной системной шиной 3. Локальная системная шина соединяет процессор с основной памятью 4 и графическим адаптером 5, который может быть соединен с дисплеем 6. Система обработки данных может осуществлять связь с другими системами через беспроводной адаптер 7, соединенный с локальной системной шиной 3, или через проводную сеть, например, с локальной сетью. Дополнительная память 8 также может быть соединена через локальную системную шину. Подходящие адаптеры 9 для других периферийных устройств, таких как клавиатура 41 и мышь 42 или другое указательное устройство, позволяют пользователю обеспечивать ввод в систему обработки данных. Операционная система, включенная в систему обработки данных, имеющую подходящий графический пользовательский интерфейс 43, обеспечивает возможность отображения пользователю вывода из системы на устройстве 44 отображения и возможность взаимодействия пользователя с системой.

В системах CAD, пользователю может потребоваться моделировать конструкцию для объекта, выполнять тесты для определения поведения этого объекта и модифицировать конструкцию в ответ на результат тестов. На определенных этапах процесса проектирования, пользователю может потребоваться вносить изменения, а затем возвращаться к оригиналу, если результат не соответствует ожидаемому, или пытаться выполнять ряд различных изменений последовательно, чтобы определить, какое из них будет использоваться. Однако для пользователя нежелательны действия с большими задержками.

Прямое моделирование или вариационное прямое моделирование может быть использовано в любой ситуации, когда объект или изделие представлено в виде твердого тела, включая детали машин, транспортные средства, установки оборудования, компоновки зданий, инженерные сооружения или химические структуры, но изобретение не ограничено этими применениями. Трехмерная модель позволяет получать массу или вес деталей и может определяться взаимодействие с другими компонентами в других системах. При синхронном редактировании геометрическое изменение или геометрическая модификация определяются различными методами решения и процедурного вычисления, а затем должны быть перенесены в топологию модели. До сих пор это выполнялось путем использования прямого моделирования исключительно на всей модели in situ (в месте нахождения). Система вариационного прямого моделирования описывает параметры и отношения между признаками в модели объекта в терминах геометрических ограничений и размеров. Такие системы затем используют решающий процесс для обработки этих ограничений и размеров, а также множество дополнительных ограничений и размеров, необходимых для поддержания намерений проектирования, и вся модель решается одновременно.

При традиционном прямом моделировании, редактирование конструкции объекта включало в себя модификацию и обновление всей модели на месте. Однако это может привести к сбою операций прямого моделирования, например, к локальным сбоям из-за конкретных конфигураций геометрии и топологии и текущих возможностей используемого разработчика модели. Также могут иметь место комбинированные сбои, вызванные сложностью попытки одновременного применения многих и разнообразных изменений к модели. Другая проблема, связанная с осуществлением модификации и обновлением всей модели на месте, заключается в том, что достигнутое решение не является тем, которое намечалось пользователем.

На фиг. 1a-1c проиллюстрирован базовый вариант осуществления настоящего изобретения. Модель части (компонента) более сложного тела показана на фиг. 1а, например, деталь машины или заводская компоновка. Система CAD может различить все элементы компонента, например, в силу того, что компонент первоначально был смоделирован как одиночный компонент. Если пользователь выбирает только ограниченное число граней компонента, модель способна определить все остальные элементы компонента, к которым затем должны применяться последующие этапы моделирования. Компонент 11а включает в себя основание (базу) 12, первую приподнятую секцию 13, вторую приподнятую секцию 14 и топологическую особенность (признак), обычно карман или выступ, для которого пользователь хочет изменить местоположение. В этом примере признак показан как выступ 15, например элемент, который должен вписываться в соответствующее отверстие в другом компоненте сложного тела. Пользователь хочет попытаться переместить выступ 15 в новое местоположение на базе 12, используя простое перемещение выступа, как показано стрелкой 16. Однако результат простого прямого моделирования перемещения пользователем выступа в альтернативное местоположение на базе приводит к конструкции 11b с расширением обеих приподнятых секций 13, 14, которые были в контакте с выступом, как показано на фиг. 1b. В изготовленном изделии это привело бы к добавлению как стоимости, так и веса, ввиду используемого дополнительного материала, что является нежелательным. Настоящее изобретение позволяет избежать этого за счет обработки выступа 15 как отдельного элемента, путем извлечения и перемещения только выступа, затем восстановления модели до состояния, которое больше не показывает разрыв, где находился выступ в его исходном положении. Это можно видеть на фиг. 1с. Использование материала в готовом компоненте 11c, по сравнению с конструкцией согласно фиг. 1b из прямой модели, было уменьшено, и поверхности в готовом изделии легче изготавливать. Соответствующие соединительные элементы для выступа в другой части корпуса также могут быть спроектированы с более простой формой, чем та, которая требуется версией прямой модели согласно фиг. 1b. Проектирование соответствующих соединительных элементов в другой части корпуса может осуществляться путем адаптации формы или положения другого компонента для обеспечения подгонки во взаимосвязи с изменениями, внесенными в первоначально выбранный компонент, или адаптация может применяться на отдельном этапе, после того, как изменения в первоначально выбранном компоненте были завершены.

На фиг. 4а-4е показан другой вариант осуществления изобретения в сравнении с конструкцией, сгенерированной с использованием стандартной прямой модели, как показано на фиг. 3а-3е, для компонента, моделируемого системой обработки данных, показанного на фиг. 2. В компоненте 20 имеется база 21, контурная секция 23 и топографическая особенность, показанная вставкой или выступом 22. На фиг.3а и 4а показано геометрическое выражение требуемой модификации, которая является той же самой модификацией, как в прямой модели, так и в варианте осуществления изобретения, то есть одновременное перемещение граней на разные величины, показанные пунктирными линиями 24, до результирующих местоположений, обозначенных сплошными линиями 25 на конце пунктирных линий. В более общем плане, геометрическая модификация представляет собой любую операцию прямого моделирования, которая имеет эффект преобразования грани. Подробности могут варьироваться для каждой грани, независимо от того, применяется ли одна и та же операция или применяется различная операция, но операция преобразует грань. Геометрическая модификация, применяемая к базовой модели, и геометрическая модификация, применяемая к отделенным областям, представляющим интерес, может быть операцией одного и того же типа, или они могут быть операциями разного типа. Первым этапом в настоящем изобретении является определение топографических признаков, упоминаемых как представляющие интерес области, к которым будет применяться изменение. В показанном примере, имеется одна представляющая интерес область 22b, но способ может быть применен к нескольким представляющим интерес областям, и в этом случае идентифицируются все области-кандидаты в модели компонента, показанного на фиг. 2. Пример нескольких областей, представляющих интерес, более подробно описан ниже со ссылкой на фиг. 12а и 12b.

Идентифицированные области-кандидаты являются областями, которые могут практичным образом отделяться от модели. Как правило, эти области соответствуют выступам или карманам, имеющим границу одинаковой выпуклости. То есть, идентифицированная область определяется согласованной выпуклостью на ее границе с базовой моделью.

Все области-кандидаты отделяются от базовой модели, как правило, функцией вырезания. Таким образом, область 22b отделяется от базовой модели. Эффект этого на базовой модели состоит в том, что все области вырезаются и остаются открытыми, как показано пунктирными линиями на фиг. 4b и 4c, и базовая модель восстанавливается до твердого (сплошного) тела, как указано заполненной формой и сплошными линиями на фиг. 4c. Неудача в разделении по какой-либо причине заставляет модель вернуться к состоянию, в котором она находилась, до того, как была предпринята попытка разделения. Область, которую не удалось корректным образом отделить, затем удаляется из списка областей-кандидатов, представляющих интерес.

Напротив, как показано на фиг. 3b, стандартный способ прямого моделирования осуществляется с одной неизменной моделью, которая затем модифицируется посредством стандартной модели, приводя в результате к расширению области 22 для формирования области 22а, наряду с соответствующим расширением области 23 для формирования области 23а, как показано на фиг. 3с. База 21 модифицируется расширением под областями 22а и 23а. Таким образом, можно видеть, что применение всех геометрических изменений к граням в базовой модели имеет другой результат со стандартной моделью на фиг. 3c и 3d по сравнению со способом согласно настоящему изобретению, показанным на фиг. 4d. Для настоящего изобретения, контурная область 23 была расширена до 23b, как показано на фиг. 4c. Отделенная область 22b модифицируется и после модификации повторно соединяется с модифицированной базой 21 с получением формы, как показано на фиг. 4d и 4e. Любые операторы прямого моделирования могут быть приведены в действие на этом этапе, включая, без ограничения указанным, перемещение, поворот, изменение размера, смещение, сужение, возвращение. Если в этот момент произошел сбой, этот сбой приводит к сбою общего редактирования, модель возвращается к оригиналу 20, и представляющая интерес область, которая вызвала сбой, исключается из дальнейшей обработки.

Для тех представляющих интерес областей-кандидатов, которые были успешно отделены, затем применяются требуемые геометрические изменения к граням в отделенной области или областях, как показано изменением формы от 22b на фиг. 4b до 22b на фиг. 4c. Любые операторы прямого моделирования могут быть приведены в действие на этом этапе, включая, без ограничения указанным, перемещение, поворот, изменение размера, смещение, сужение, возвращение и т.д. Если сбой происходит по какой-либо причине, то либо может произойти сбой всего редактирования, либо модель может вернуться в исходное состояние, и способ повторно запускается с удаленными из списка областями, вызвавшими сбой.

Изменения в базовых областях 21, 23 путем применения необходимой геометрической модификации могут иметь место до или после или параллельно с изменением в отделенной области или областях. В этом примере, последующий этап повторного соединения измененных отделенных областей, представляющих интерес, с измененной базовой моделью проиллюстрирован на фиг. 4d и 4e. Хотя этот пример был описан относительно изменения в базовой модели, применение геометрической модификации к базовой модели является опциональным, и будут иметься ситуации, в которых не требуется изменять базовую модель.

Выступ 22b соединяется с базой 21, и из фиг. 4е можно видеть, что контурная секция, из которой был извлечен выступ, восстанавливается обратно до твердого тела. Повторное соединение отделенных областей с базовой моделью может быть реализовано с использованием этапа вставки. Если по какой-либо причине повторное соединение завершилось неудачей, тогда все редактирование может потерпеть неудачу, и выходной результат возвращается к модели согласно фиг. 2, или области, которые не удалось повторно соединить, могут быть удалены из списка кандидатов, прежде чем модель вернется в исходное состояние, т.е. к модели согласно фиг. 2, и весь процесс повторно запускается. В некоторых случаях, когда повторное соединение не удается, пользователю может быть предоставлена опция работать с несвязанной моделью вручную.

Как видно из фиг. 3d и 3e, стандартный способ не выделяет области для редактирования таким же образом, поэтому применение необходимых геометрических изменений приводит к расширенной вставке 22a. Это менее желательный результат, поскольку он увеличивает использование материала и вес проектируемого компонента и может усложнить проектирование соответствующих компонентов. В стандартном способе, если процесс безуспешен, причина сбоя не принимается во внимание, поэтому попытка повторного запуска процесса может вновь закончиться неудачей по той же причине, что и первый сбой, тогда как в настоящем изобретении, если отделенную область не удалось повторно соединить с базовой моделью, процесс может быть повторно запущен, но на этот раз с обработкой области, которая потерпела неудачу, в качестве части базовой модели, и только с отделением областей, которые ранее не испытывали сбоя при повторном соединении.

В настоящем изобретении степень успеха и результирующее качество редактирования улучшается системой, автоматически идентифицирующей и отделяющей определенные области модели на основе определенных критериев, прежде чем применять изменения к представляющим интерес областям, и в итоге повторно соединяющей их в единое целое. Вместо ручного процесса, подверженного пользовательским несоответствиям, изобретение автоматизирует этапы идентификации, разделения, модификации и повторного соединения для оптимизации получаемой конструкции.

Основным требованием для представляющей интерес области является то, что она может быть отделена от базовой модели и позже подсоединена. Поэтому выбор подходящих областей зависит от доступных методов разделения и повторного соединения, как описано ниже. Простейшей формой области для выбора в этом способе является связанный выступ или карман с согласованной выпуклостью на его границе с моделью. Они могут быть успешно отделены с помощью простого вырезания и, если требуется, этапа восстановления, чтобы возвратить область вырезания к твердому телу, а также этапа восстановления, чтобы возвратить к твердому телу участок, из которого была вырезана представляющая интерес область. Этап вставки или локальный логический (булев) этап могут использоваться для повторного соединения отделенной измененной представляющей интерес области с базовой моделью.

Предпочтительно, при выборе областей-кандидатов, игнорируются обработки, такие как элементы сопряжения или фаски на границе возможной области. Выпуклость, например, рассматривается без каких-либо элементов сопряжения. Пример с сопрягаемыми областями показан на фиг. 5а и 5b. Элементы сопряжения 30, 31, хотя и присутствующие на границе выступа 15 в его исходном состоянии и после применения геометрической модификации, не учитываются при выборе представляющий интерес области и применении геометрической модификации к области.

В своей простейшей форме желательный геометрический признак, такой как выступ или карман, который должен быть модифицирован, считается присутствующим, когда вход содержит набор граней, которые изменяются одинаково (например, все они перемещаются с помощью одного и того же вектора). Затем выполняется проверка, чтобы убедиться, что множество граней образуют выступ или карман, путем проверки, что граница имеет единую выпуклость. Граница состоит из всех ребер, где одна грань находится в наборе, а одна не находится в рассматриваемом наборе граней. Если это так, этот набор граней обозначается как представляющая интерес область. На следующем этапе, если набор граней 32, 33, 34, 35, включая скрытые грани 50, 51, первоначально не подтверждается как образующий выступ или карман, то поднабор граней может быть проверен путем сужения границы до соответствующей выпуклости, например, как показано на фиг. 6, где грань 32 не формирует часть выступа, а грани 33, 34, 35, 50, 51 формируют выступ, так что извлекается поднабор 33, 34, 35, 50, 51.

И наоборот, добавление грани 34 к набору изменяющихся граней 33, 35, 50, 51 может привести к тому, что расширенный набор граней пройдет испытание, как показано на фиг. 7. Этот набор граней может затем использоваться в качестве представляющей интерес области для удаления, и при применении геометрических изменений к выделенной области, представляющей интерес, дополнительная грань 34 может получить другое изменение или остаться без изменений.

Фиг. 8 иллюстрирует альтернативу, в которой сформирован карман с несколькими границами, и этот карман может перемещаться путем извлечения граней 36, 37, 52, 53 и применения к ним геометрической модификации. В более общем плане, набор изменяющихся граней может исследоваться без учета типа геометрического изменения, которое должно применяться, но результатом поиска является список областей, ограниченных одними и теми же границами выпуклости.

Существует выбор, искать ли максимальные или минимальные области, при идентификации выступов или карманов. Например, если часть модели выглядит как уложенные в стопку ячейки, то это может представлять собой несколько представляющих интерес областей в стопке, каждая из которых имеет границу выпуклости согласованную со следующей или единственной представляющей интерес областью, состоящей из всех граней. Если только все грани в стопке не изменяются одинаково, более полезно идентифицировать их как отдельные представляющие интерес области, которые затем разделяются на несколько моделей ʺобластей, представляющих интересʺ.

Если представляющая интерес область для извлечения не может быть идентифицирована в соответствии со свойством постоянной выпуклости, то один вариант состоит в том, чтобы разделить грань новым ребром, чтобы сформировать представляющую интерес область, как показано на фиг. 9. Грани 34, 35, 50, 51 образуют часть набора, но грань 38а, 38b не приводит к необходимым свойствам, поскольку она не удовлетворяет требованию, чтобы области были ограничены границами одной и той же выпуклости. При формировании нового ребра 39, только грань 38а включается в набор граней, и это тогда удовлетворяет требованиям, и набор граней 38а, 34, 35, 50, 51 может быть извлечен для модификации. Новое ребро будет гладким, поэтому включается как вогнутое или выпуклое в определение.

Дальнейшее усовершенствование заключается в установлении идентификации выступов или карманов на основе методов разделения и повторного соединения, которые способны обрабатывать более сложные границы, такие как со смешанной выпуклостью. Неизменяющиеся грани могут быть удобно разделены, если они взаимодействуют с изменяющимися гранями. Могут использоваться более прямые указатели, такие как знание области конкретных геометрических форм, явная маркировка, пользовательское указание или контекст команды, чтобы предположить, что некоторая область должна быть извлечена в качестве представляющей интерес области.

Геометрический признак, который не имеет ничего общего с изменением, может быть проигнорирован и оставлен на месте. Однако могут быть ситуации, когда изначально нерелевантные признаки могут стать релевантными в соответствии с изменением, поскольку они могут начать 'взаимодействовать' с изменяющимися признаками. Если определено, что изначально нерелевантный признак имеет некоторое взаимодействие с признаком, к которому применяется модификация, путем изучения других изменений по мере их применения, то модель может быть возвращена в исходное состояние, и добавлены новые области для алгоритма. Процесс запускается снова с этими включенными областями.

Основным методом разделения и повторного соединения областей является использование вырезания в стандартном моделировании, которое разъединяет грани и восстанавливает базовую модель с последующей вставкой, аналогично локальной логической (булевой) операции, оставляя соответствующее твердое тело. Как упоминалось ранее, обработки, такие как элементы сопряжения или фаски на границе области, обрабатываются путем сохранения их свойств и повторного применения обработки при повторном соединении позже в процессе - они не подлежат извлечению и модификации. Точная геометрическая форма таких обработок менее важна, чем действительное применение в конечном контексте, после того как геометрическая модификации была применена к представляющей интерес области.

В некоторых случаях, этап вырезания может не требовать восстановления базовой модели. Это имеет свои преимущества и недостатки, хотя в некоторых случаях это может улучшить вероятность успеха вырезания, неудача в восстановлении базовой модели может затруднить промежуточную модификацию невосстановленной базовой модели. Вместо вырезания, может использоваться булев подход, если из граней геометрических объектов формируется замкнутый сплошной инструмент, плюс некоторый алгоритм ограничения, чтобы улучшить вероятность успеха с использованием базового вырезания. При повторном соединении, можно использовать этап вставки с невосстановленным инструментом, или инструмент может быть расширен локально к базовой модели.

Если геометрический признак или область, представляющая интерес, соответствует известному объекту, то может иметься известная процедура удаления/разделения и/или известная процедура восстановления/повторного соединения, каждая из которых может быть приведена в действие для повышения вероятности успеха или точности. В этом случае, процедура восстановления включает любое требуемое геометрическое изменение.

В некоторых случаях, отделенная область имеет сложную границу, которая может быть упрощена для содействия процессу повторного соединения. Примером является отверстие, которое сопряжено с другой деталью в модели, как показано на фиг. 10. Упрощение этого будет состоять в том, чтобы продолжить (заштрихованную) цилиндрическую поверхность так, чтобы она восстановилась сама с собой и привела в результате к простой цилиндрической области с круговыми ребрами на каждом конце. Другим примером является то, когда одиночный геометрический признак разделяется при добавлении в модель. В этом случае, две секции могут быть идентифицированы и объединены перед повторным подсоединением назад в модель, например, разделенное отверстие, как показано на фиг. 11. Может быть указан порядок удаления и повторного соединения. Например, при взаимодействующих выступах и карманах, предпочтительным является отделение выступов 15 перед карманами 40 и повторное соединение карманов перед выступами, как показано на фиг. 12а и 12b, чтобы предотвратить поглощение карманом выступа. Если карман вставляется обратно вторым, выступ исчезнет. Аналогичным образом, если идентифицированы составные (штабельные) детали (признаки), предпочтительным является разделение, следующее сверху вниз и повторное соединение снизу вверх, чтобы предотвратить поглощение одним признаком другого, так, например, если нижняя ячейка была бы установлена назад второй, то верхняя ячейка была бы поглощена и исчезла.

Пример согласно фиг. 12а и 12b иллюстрирует собой пример, в котором может обрабатываться более одной области, представляющей интерес. Как и выступ 15, карман 40 идентифицирован как представляющая интерес область, и как выступ, так и карман отделены от базовой модели. Геометрическая модификация применена к каждой из граней в каждом наборе граней, определяющих каждую представляющую интерес. Затем модифицированные представляющие интерес области 15, 40 повторно соединяются с базовой моделью. В этом примере, размеры кармана были изменены, а выступ был перемещен, но также возможны другие комбинации эффектов, причем каждая представляющая интерес область обрабатывается независимо. Области, которые 'вовлечены' в изменение, должны быть удалены, что может варьироваться от базового выбора до более сложной ситуации, например, когда первоначально невовлеченная область становится вовлеченной в результате примененного изменения.

На фиг. 14 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая один вариант осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Для модели системы, устройства, продукта или химической структуры, загруженной в систему обработки данных, первый этап 60 состоит в том, чтобы выбрать компонент этой системы, устройства, продукта или химической структуры, которая должна быть отредактирована, - далее упоминается как базовая модель. После выбора компонента, затем, если критерии еще не установлены для выбора представляющих интерес областей в этом компоненте, определяются критерии, 61. В своей простейшей форме областями, представляющими интерес, являются те, в которых имеются границы постоянной выпуклости. С использованием установленных критериев, данная или каждая представляющая интерес область идентифицируется и извлекается, 62, из базовой модели. Затем геометрическая модификация, которая могла быть ранее сохранена, применяется, 63, к извлеченной области или областям, представляющим интерес. В некоторых случаях, также может потребоваться применить, 64, геометрическую модификацию к базовой модели. После завершения этапа или этапов геометрической модификации, извлеченные модифицированные области, представляющие интерес, затем повторно соединяются, 65, с базовой моделью. В этот момент, обычно модифицированное представление компонента представляет собой вывод 66, который может представлять собой одно или оба из отображения модифицированного компонента и этапа сохранения модифицированного компонента для будущего использования. Если модификация влияет на конструкцию или структуру другого компонента системы, устройства, продукта или структуры, то вывод полной модели, включая компонент, который еще не был модифицирован, может представлять собой вывод 67. Базовый процесс может повторяться, по мере необходимости, над разными компонентами или на одном и том же компоненте, пока не будет достигнут удовлетворительный результат.

Базовый метод разветвляется только при ошибке, поэтому может иметь место только безуспешный или успешный результат. Однако успешное разделение и повторное соединение могут быть проверены на качество и сделанный выбор по сравнению со стандартным методом относительно того, который лучше. Этот выбор можно сделать, отображая оба решения для пользователя и позволяя ему сделать выбор. Доступны различные графические методы, позволяющие пользователю сравнивать два разных результата. В качестве альтернативы, можно использовать автоматизированный процесс оценки некоторых показателей, и система решает, какой результат использовать.

Настоящее изобретение имеет ряд усовершенствований по сравнению с традиционными способами прямого моделирования. Вероятность успешного результата улучшается благодаря возможности работать только с поднабором полной модели и не учитывать признаки, вызывающие сбой, но продолжать или перезапускать процесс, зная, что причина сбоя была удалена. Качество результата улучшается, например, при создании конструкции, которая сводит к минимуму использование материала или облегчает проектирование взаимодействующих элементов в соответствующем компоненте. Этот процесс позволяет осуществлять программное определяемое областью управление типом решения и конкретные и различные решения для каждой локальной области модели. При этом пользователь все еще способен выбрать решение, следует ли использовать прямую модель или вариационную прямую модель, включающую настоящее изобретение.

Изобретение относится к области систем компьютерного проектирования, разработки, производства и визуализации. Технический результат заключается в обеспечении автоматизации процессов моделирования. Такой результат достигается за счет осуществления процессором системы обработки данных способа редактирования модели, который включает в себя идентификацию одной или нескольких представляющих интерес областей в модели и отделение одной или нескольких областей от модели с образованием отделенной области и базовой модели. Способ включает в себя применение изменения к отделенной области для формирования измененной отделенной области; повторное соединение измененной отделенной области с базовой моделью для формирования измененной модели; и вывод полученной в результате топологии. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 26 ил.

1. Способ редактирования модели с использованием вариационного прямого моделирования в системе автоматизированного проектирования, причем вариационное прямое моделирование определяет параметры и отношения между признаками модели объекта многокомпонентного продукта в терминах геометрических ограничений и размеров, причем способ выполняют в системе обработки данных, при этом способ содержит идентификацию, посредством процессора системы обработки данных, одной или нескольких представляющих интерес областей в модели; отделение, посредством процессора, одной или нескольких областей от модели для формирования отделенной области и базовой модели; применение, посредством процессора, изменения к отделенной области для формирования измененной отделенной области; причем упомянутое изменение не применяют к базовой модели на месте; повторное соединение, посредством процессора, измененной отделенной области с базовой моделью для формирования измененной модели; и отображение, посредством устройства отображения системы обработки данных, результирующей топологии; и причем идентификация представляющей интерес области для отделения содержит определение наличия выступа или кармана, имеющего согласованную выпуклость на его границе с моделью.

2. Способ по п. 1, причем способ дополнительно содержит применение изменения к базовой модели.

3. Способ по любому из пп. 1-2, причем способ дополнительно содержит удаление обработок, таких как элементы сопряжения или фаски, из представляющей интерес области перед извлечением области из модели и возвращение обратно упомянутых обработок после повторного соединения с моделью.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором вывод дополнительно содержит сохранение измененной модели.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором модель содержит представление любого твердого объекта.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором по меньшей мере один оператор прямого моделирования применяют к данной или каждой отделенной представляющей интерес области.

7. Способ по любому из пп. 1-6, причем способ дополнительно содержит идентификацию одной или нескольких представляющих интерес базовых областей в базовой модели и применение по меньшей мере одного оператора прямого моделирования к одной или нескольким базовым областям.

8. Способ по любому из пп. 6 или 7, в котором оператор прямого моделирования содержит одно из перемещения, поворота, изменения размера, смещения, сужения или возвращения.

9. Способ по п. 7, в котором изменение, применяемое к одной или нескольким представляющим интерес базовым областям, восстанавливает до твердого тела любое отверстие, оставленное отделенной представляющей интерес областью.

10. Способ имитации модификаций в конструкции компонента многокомпонентного продукта, причем способ содержит выбор одного компонента многокомпонентного продукта для модификации; установление критериев для представляющей интерес области в выбранном компоненте; определение всех представляющих интерес областей в модели, представляющей выбранный компонент, которые удовлетворяют критериям; и редактирование модели способом по любому из пп. 1–9; причем редактирование включает в себя отделение посредством извлечения данной или каждой представляющей интерес области из модели; и изменение посредством применения геометрической модификации к данной или каждой извлеченной представляющей интерес области.

11. Способ по п. 10, причем способ дополнительно содержит модификацию модели, представляющей выбранный компонент, в областях за пределами представляющих интерес областей путем исправления открытых поверхностей, из которых была извлечена представляющая интерес область.

12. Способ по п. 11, в котором этап исправления содержит формирование непрерывной поверхности между ребрами открытых поверхностей.

13. Способ по любому из пп. 10-12, причем способ дополнительно содержит сохранение, в памяти системы CAD, представления модифицированного компонента отдельно для каждой представляющей интерес области.

14. Способ по любому из пп. 10-12, причем способ дополнительно содержит применение способа к другому компоненту многокомпонентного продукта, который взаимодействует с одним компонентом.

15. Способ по любому из пп. 11-14, причем способ дополнительно содержит представление многокомпонентного продукта, включающего в себя модифицированный компонент или компоненты.

16. Система обработки данных, имеющая по меньшей мере процессор и память с возможностью доступа для осуществления вариационного прямого моделирования в системе автоматизированного проектирования, причем вариационное прямое моделирование определяет параметры и отношения между признаками модели объекта многокомпонентного продукта в терминах геометрических ограничений и размеров, причем система обработки данных содержит средство для приема выбранного компонента модели, причем модель представляет многокомпонентный продукт; средство для идентификации одной или нескольких представляющих интерес областей, содержащих топографические признаки в выбранном компоненте модели; средство для извлечения представлений одной или нескольких областей из модели для формирования отделенной области или областей, причем упомянутое изменение не применяется к базовой модели на месте; средство для применения геометрической модификации к отделенной области для формирования модифицированной отделенной области; средство для повторного соединения модифицированной отделенной области с моделью для формирования измененной модели; и средство для отображения результирующей топологии выбранного компонента, причем идентификация представляющей интерес области для отделения содержит определение наличия выступа или кармана, имеющего согласованную выпуклость на его границе с моделью.

17. Система по п. 16, в которой средство для вывода результирующей топологии содержит хранилище или устройство отображения.

18. Некратковременный считываемый компьютером носитель, закодированный исполняемыми инструкциями, которые, при исполнении, побуждают одну или несколько систем обработки данных выполнять способ имитации модификаций к конструкции компонента многокомпонентного продукта по любому из пп. 10-15.

19. Некратковременный считываемый компьютером носитель, закодированный исполняемыми инструкциями, которые, при исполнении, побуждают одну или несколько систем обработки данных выполнять способ редактирования модели по любому из пп. 1-9.