MCAD建模引擎：RGK（Russian Geometric Kernel）T-FLEX CAD

以下原文来自梅博士微 信：今天是春节假期最后一天。这个假期，把陈月根老师的书“航天器数字化设计基础”又拿出来看了一遍，有新的收 获。（备注：2023年1月27日正月初六）第一次看这本书的时候，是10多年前回国不久，也是一个春节假期里。由于我入职的华天软件当年属于航天科技集团旗下的企业，所以我希望通过这本书，了解航天数字化设计的情况。陈月根老师曾是航天五院信息化总师，是最早将CAD系统引入航天的专家学者之一，所以这本书既有理论高度，又详实具体，涉及的信息面很广。当时这本书给我留下了深刻的印象，对后面的工作也产生了积极的影响。比如说：—— 第一章“概论”提到：一艘宙斯盾级巡洋舰文森特号，仅舰上携带的各种技术手册就达555吨之多，竟然使舰身吃水深度增加了3英尺。因此我后面在带领团队研发三维模型轻量化浏览器SView的时候，就想到了面向电子手册IETM方面的应用。—— 第三章“三维/二维统一的工程图设计”中，强调了三维模型长期存档困难，因此航空航天的存档还是以二维图纸为主。由于我了解国外在这个领域的发展情况，因此从2012年起，我就在航天内部推动三维模型的长期存档，引起了相关部门的关注，最后我被邀请在国家档案年会、航空档案年会、人大数字化年会等多个场合，介绍三维模型长期存档的意义和思路。书中还专门提到了我在法国工作过的公司，法国马特拉资讯MTDV及其产品Euclid, 赞赏它的CAD与数据库的融合的前瞻性和先进性，也提到了我参与研发的、后面成为世界唯一的一个开源几何引擎OpenCasCade。后面几年和陈老师见面交流时，陈老师还多次提到当年航天非常看好我们的产品研发，对我负责的基于内核CasCade的新一代CAD产品EuclidDesigner最后被终止研发表示了遗憾。这次再看这本书，目的不一样。因为通过我和团队10多年的努力，我们有了一个全新的、完全自主的、基于创新云架构的三维CAD产品CrownCAD, 其功能和性能逐步达到国外主流软件的水平，我期待它能够早日在航天发挥作用。因此我对照书本，看看陈老师提的国外软件解决不好的问题，我们解决得怎么样。比如书里面提到的工程图存在的问题：加筋剖视、紧固件剖视、轴承剖视、旋转剖视。尽管现在航天提倡全三维下厂，工程图用得不多了，但是我们的软件一定要满足GB的要求。书的第一部分谈CAD应用，第二部分主要谈CAE仿真应用。对于这一部分，我不陌生，因为我在法国做的博士论文就是关于有限元分析的。这部分介绍了航天器在结构、热、流体等方面的仿真，对我们正在进行的CrownCAD CAD/CAE集成，有借鉴和指导意义。最后，向像陈月根老师这样，为中国的航天事业做出巨大贡献的前辈，致以崇高的敬意。果子注释：（1）达索（Dassault Systemes）收购马特拉资讯（Matra Datavision）并不是为了实体技术，实体建模是基于多面体的，完全被精确实体造型超越，山大华天总工梅敬成博士当时作为技术经理负责做OCC和Euclid Designer就是为了解决这个问题。因此达索收购MDTV，Euclid完全消失了，但是积累的UNISURF、STRIM100的曲面算法、CAM等等保留了下来。整体来说，收购不是为了技术，主要是消灭一个竞争对手，拿到对手的客户。只不过马特拉几年前收购了我工作过的第一家公司Cisigraph，两家的曲面造型都很强。现在达索还保留了原Cisigraph在法国南部的研发中心，叫达索普罗旺斯，主要做曲面设计、CAM、3D打印等。（2）UNISURF是一个开创性的曲面CAD / CAM系统，旨在协助车身设计和加工。它由法国工程师Pierre Bézier于 1968 年为雷诺开发，并于 1975 年在公司全面投入使用。到 1999 年，大约 1,500 名雷诺员工使用 UNISURF 进行汽车设计和制造。皮埃尔·艾蒂安·贝塞尔 (Pierre Etienne Bezier) 1910 年 9 月 1 日出生于巴黎。他是工程师的小孩，他也选择了这个职业，并在 Ecole des Arts et Metiers 学习机械工程，并于 1930 年获得学位。同年，他进入 Ecole Superieure d'Electricite 并获得电气第二学位1931 年获得工程学。46 年后的 1977 年，他获得了巴黎大学的数学博士学位。1933年，23岁的贝塞尔进入雷诺，并在这家公司工作了42年。他最初是一名刀具安装员，1934 年成为刀具设计师，1945 年成为刀具设计办公室主任。1948 年，作为生产工程总监，他负责设计生产 4 CV 机械零件中的大部分的传输线。1957 年，他成为机床事业部总监，负责机械部件的自动装配，以及 NC 钻铣床的设计和生产，这很可能是欧洲最早的机器之一。Bezier 于 1960 年成为技术开发管理人员，一直担任该职位直到 1975 年退休。Bezier 于 1960 年开始研究 CAD/CAM，当时他将大量时间投入到他的 UNISURF 系统上。从 1960 年开始，他的研究兴趣集中在绘图机、计算机控制、交互式自由曲线和曲面设计以及用于制造粘土模型和模型的 3D 铣削。他的系统于 1968 年推出，自 1975 年以来一直得到全面使用，如今已为大约 1500 名员工提供支持。Bezier 的学术生涯始于 1968 年，当时他成为国立艺术与工艺学院的生产工程教授。他一直担任这一职位直到 1979 年。他写了四本书，发表了大量论文，并获得多项殊荣，包括计算机协会的“Steven Anson Coons”和柏林工业大学的“荣誉博士”。他是美国机械工程师学会和比利时机械学会的名誉会员，法国工程师和科学学会、艺术和工艺工程师学会的前任主席，他还是该杂志的首批顾问编辑之一“计算机辅助设计”。在其家人的同意下，实体建模协会于 2007 年设立了 Pierre Bézier 实体、几何和物理建模及应用奖。Bézier 普及但实际上并没有创建Bézier 曲线 ——使用这种曲线来设计汽车车身。这些曲线最初由Paul de Casteljau于 1959 年使用de Casteljau 算法开发，这是一种用于评估贝塞尔曲线的数值稳定方法。这些曲线仍然广泛用于计算机图形学中以模拟平滑曲线。Bézier 开发了符号，由带有附加控制手柄的节点组成，曲线在计算机软件中表示。控制手柄定义了公共节点两侧的曲线形状，用户可以通过软件对其进行操作。贝塞尔曲线被采用为PostScript语言的标准曲线，随后被Adobe Illustrator、CorelDRAW和Inkscape等矢量程序采用。大多数轮廓字体，包括TrueType和PostScript Type 1，都是用贝塞尔曲线定义的。（3）Open CASCADE Technology Be free with your 3D modeling kernelOpen Cascade 是一家软件开发公司，专注于通过使用 3D 技术实现行业数字化转型。该公司的历史可以追溯到 1980 年，当时 Matra Datavision 发布了 Euclid CAD 系统。从那时起，该系统一直在发展，而在不同的年份，该业务被其他公司收购，例如 Areva、EADS 等。自 2014 年以来，Open Cascade 成为Capgemini Engineering的一部分。今天，Open Cascade 是一支经验丰富且不断成长的行业服务团队。该公司提供范围广泛的高性能专有 3D 软件工具，既有开源的也有商业的。自 2000 年以来，第一批已得到开发、维护和持续改进。而第二批已逐步整合到商业平台中，公司在此基础上提供创建现代量身定制的工业解决方案，甚至可以满足最复杂的客户要求。Open Cascade 通过提供最终用户工业软件产品以及在全球范围内提供软件定制和集成服务来扩展其产品组合。Open CASCADE Technology (OCCT) 是世界知名的 3D 建模内核，可在开源中免费获得。它是一个软件开发工具包 (SDK)，用于开发处理 3D CAD 数据的应用程序。OCCT 包括一组 C++ 类库，为 3D 表面和实体建模、可视化、数据交换和快速应用程序开发提供服务。Open CASCADE 技术最适用于专业化 CAD/CAM/CAE 应用程序的开发。借助 OCCT 构建的典型应用程序是有限元分析软件的前处理器和后处理器、CNC/CMM 路径生成器、数值模拟程序等。Open CASCADE 技术（前身为 CAS.CADE）出现于 1990 年代中期，已被属于从软件版本到重工业等不同领域的众多商业客户所使用。自开源以来，Open CASCADE Technology 是昂贵的专有建模内核的免费替代品。来源：山涧果子