12. CAD软件在设计数据处理上的三个台阶的讨论

  作为CAD软件，主要目标就是完全支持人的设计过程，但是完全支持谈何容易。不容易 是一方面，软件能力在大步前进也是事实。在软件的技术进步过程中，大体有下面几个阶段， 说明CAD软件越来越像人的思维。

    12.1 参数驱动(Parameterdrive)

  这是从实体建模进展到特征建模，在模型控制能力上的一个进展。
  模型是用有限个特征组合而成、特征之间由可调整的参数进行位置控制、特征自己也具有可控制的参数、特征的基础轮廓也同样被有限个参数所约束。
  这样的数据结构，就造成了从基础轮廓到模型整体，全部是由可有限级的、有限数量的参数进行控制的。其中，参数与被控制对象之间的关系，一般是一对一的关系；而一个参数 也可以引用另一个参数，并使用表达式定义他们之间的关系。这就是“驱动”。在设计构思 改变，需要对模型进行修改的情况下，需要从参数的值或者计算表达式入手，然后造成被驱 动的特征的改变，最后完成模型改变。

    12.2 关系牵动(Nexusdriven)

  参数驱动实现了模型结构能被方便地改变，但是，造成这些修改的原因是什么？这个原因可能能造成哪个结构的改变？这些事情可就不能利落地被参数驱动模式解决。参数驱动虽 然也可能用表达式来表现“关系”，但需要用户自己维护这个表达式，而且也不方便。

  关系，包括装配关系、位置关系、数据关系、形状关系…
  牵动，是说能够完全突破一对一的模式，可以顺利造成多层次的关联，真正做到“牵一发而动全局”…对于Inventor现有功能，主要表现在：

 1）利用跨零件投影，实现基于形状关系的牵动效果；

 2）利用装配约束，实现基于装配关系的尺寸牵动效果；

 3）利用衍生模型的继续建模，实现基于继承关系的形状与尺寸牵动效果；

 4）利用衍生曲面并作为新模型的基础条件，实现基于主模型的牵动效果；

 5）利用草图和草图装配，实现基于概念结构的牵动效果；

   而上述方法，实际上在很早的Inventor版本中就已经实现了。可见，Inventor早已真 正突破了参数驱动的技术模式，进入到了关系牵动的级别。

   12.3 知识牵动(Knowledgedriven)

  关系牵动实现了一连串的、基于装配关系和结构关系的改变控制，但是，到底需要改变多少才是合适的？怎样符合标准和结构规则？这就不是参数驱动、甚至关系牵动所能解决的问题了。这里边必须有“知识”的内容。

  常规条件下，相关知识存在于设计手册、标准手册、专业课书，或者有经验的工程师的 脑子中。如果将这些能够放在软件中，并且与实际模型结构造成牵动关联的关系，就可能实 现知识牵动这种更为接近人的、更高层次的结果了。

  对于前述螺纹连接的例子，是典型的处理过程。在全部设计过程中：

 ◆我们并没有接触几何模型的参数；

 ◆我们并没有直接进行装配和添加装配约束；

 ◆我们仅是输入自己的设计约束条件，然后按软件的结果进行确认。
   在全部的设计修改过程中：

 ◆我们并没有直接修改几何模型的参数；

 ◆我们仅是输入新的的设计约束条件，然后按软件的结果进行确认。
   可见，从设计要求、到工程计算校核、到标准件选用、到连接结构设置、到确定连接位置、到插入标准件、到创建相关零件上需要的孔、到添加装配约束…在这一整套过程中， 我们只做了只有我们才可能做的事情，其余全部由软件接过去了、自动化了。

   这样，工程师将专注于设计条件的建立和结果的确认；工程条件的调整以及结果的确认，而中间的一系列繁杂的过程，因为软件具有足够专业的相关“知识”，而且能借用Inventor 的能力实现“牵动”，因此就圆满地解决了螺纹连接设计全程支持的基本逻辑关系和能力。

      13. 展望

   作为Inventor的组成部分，Functional design这部分功能组合表现出了明确的“知识牵动”的特色，这只是巨轮之桅杆的顶部，但已经可见巨轮之大。在任何设计过程中，总是“突破一点、连点成线、组线成网、结网成面、围面成体”这样种由浅入深逐渐完善的过程。CAD软件的发展过程也同样是如此。作为更像人的思维的知识驱动模式，必将在所有的三维CAD软件中得到重视和普及，而作为率先开始做出这类功能的AutodeskInventor，也必将在这个方向上表现出带领的作用。
            
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