几何约束求解器是实现参数化特征建模的关键,参数化特征建模则是当前主流CAD的主要建模方式。除了DCM,俄罗斯LEDAS公司开发的LGS被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎,其已经为达索提供了12年的约束求解技术支持。国内方面,华天软件研发的DCS是完全自主研发的二维、三维约束求解引擎。
几何约束解算器是一种软件组件,用于求解尺寸和约束以指定和保留 2D 或 3D 设计中的几何特征位置。在计算机辅助设计 (CAD) 中,几何约束求解器可在基于历史记录的参数化建模和变分直接建模中实现快速设计改进。
2D 几何约束求解器可通过更改尺寸值或拖动几何体实现快速草图修改。2D 求解器可以在手绘草图的过程中“实时”工作,以精确定义几何关系。这会加快将粗略的概念转换成与 CAD 兼容的图纸的过程。3D 几何约束求解器有助于控制零件形状,以执行装配零件定位和 3D 管道/线缆布线。
以下内容来源:
华中科技大学 陈立平教授《CAD软件底层核心支撑之一——几何约束引擎谈谈工业软件关键技术的发展。》
CAD几何建模技术自20世纪60年代以来已发展近60年,取得了辉煌成就,被评为20世纪十大工程技术创新。经过几十年市场竞争演化,CAD技术与产品已形成垄断。自2000年以来,德国西门子公司和法国航空巨头达索公司开展了大规模并购,打造全生命周期工业软件体系,进一步巩固强化其技术和市场优势。在CAD技术产品发展过程中形成的关键“卡脖子”中间件也分别被西门子、达索收购,西门子掌控了几何引擎ParaSolid、几何约束求解引擎DCM,达索则收购了几何引擎ACIS和多领域约束融合技术公司Dymola,实现了几何建模与功能建模的融合,在多领域融合引擎技术上占得先机,并推出了CATIA V6 3DE。
特别需要指出的是,AutoDesk公司为了自身技术安全,1998年以源代码方式购买了ACIS技术,独立发展几何引擎,打造了ObjectARX架构体系。在西门子公司收购DCM后,AutoDesk在新一代云CAD开发中,抛弃了DCM,自行开发几何约束引擎VCS。
同样为了技术安全及不受制于西门子公司,达索公司在几何约束引擎方面采用了俄罗斯LEDAS公司开发的几何约束求解引擎LGS。LGS(2D 3D)组件包括二维(LGS 2D)和三维(LGS 3D)约束求解器,第一个版本的研发时间为2001年,该组件采用C++编写,算法采用高度优化的非线性求解器(Highly Optimized In-houseNon-linear Solver)、几何分解方法以及启发式方法。LGS在约束求解方面被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎,主要客户对象包括Cimatron(现属 3D Systems)、CD-adapco(现属Siemens PLM Software)、ASCON、Dassault、ODA等。LEDAS为Dassault提供了12年的约束求解技术支持,并将约束求解器集成在CATIA V5中。
我国缺少可替代的商业化几何约束求解器,存在较大的技术安全隐患。我国在3D CAD/CAM领域过度依赖国外技术,中望软件仍使用西门子的DCM约束求解器,而华天软件直到2021年底才发布了国内首款自主可控的几何约束求解器DCS。
达索CATIA V5/V6使用的几何约束求解器来自于俄罗斯LEDAS公司开发的几何约束求解引擎LGS。LGS(2D 3D)组件包括二维(LGS 2D)和三维(LGS 3D)约束求解器,LGS采用高度优化的非线性求解器(Highly Optimized In-house Non-linear Solver)、几何分解方法以及启发式方法。