LEDAS Geometry Comparison Technologie
LEDAS Geometry Comparison macht es einfach, zwei 3D-Modelle zu vergleichen und die Unterschiede zwischen ihnen genau festzustellen, die als Gruppen modifizierter Oberflächen angezeigt werden. LGC bildet topologische Elemente zweier 3D-Modelle ab und stellt ihre Assoziativität wieder her, so dass Attribute, Parameter und Beschränkungen von einem Modelle in das andere übertragen werden können. Dank der eingebauten Ausrichtungstechnologie kann LGC auch Modelle vergleichen, die zueinander verschoben und gedreht wurden.
Die LEDAS Geometry Comparison (LGC) Technologie ist als Komponente lizenzierbar. Sie können LGC über unsere leicht nutzbare API in Ihre Software integrieren, so dass Sie auf alle Funktionen zugreifen und Ihren Kunden einen zusätzlichen Nutzen bieten können.
Die Software unterstützt eine Reihe von offenen und geschützten CAD-Formaten für 3D-Teile und Baugruppen. Der plattformübergreifende LGC-Code läuft auf 32- und 64-Bit-Windows und Linux, sowohl in traditionellen als auch in parallelen MPI-Versionen (Message Passing Interface). Die LGC-Programmierschnittstelle ist auf die Arbeit in der Cloud abgestimmt, so dass die Integration von LGC in die Cloud-basierten Systeme der Kunden so einfach wie möglich ist.
LEDAS arbeitet mit Start-ups und Marktführern zusammen und bietet den frühen Anwendern der LGC-Technologie eine vorteilhafte Lizenzierung an. LGC kommt Entwicklern in diesen Szenarios zugute:
- Bei der Zusammenarbeit mit Kunden ist LGC unerlässlich für den Vergleich von Modellen nach Exporten und Importen zwischen verschiedenen CAD-Systemen
- Bei der abteilungsübergreifenden Konstruktionsarbeit profitieren Unternehmen davon, dass LGC aktualisierte Modelle prüft, die von CAD-Systemen im Büro erstellt wurden
- Als Grundstein für das automatisierte Testen von Software zur Erstellung von 3D-Modellen unterscheidet die LGC-Toleranzkontrolle zwischen ansonsten unbemerkten Änderungen
LEDAS bietet potenziellen Kunden eine kostenlose, zeitbegrenzte Evaluierung unter den Bedingungen einer standardisierten Geheimhaltungsvereinbarung an. Um die Lizenz für LGC zu erhalten, kontaktieren Sie uns bitte unter info@ledas.com. Kommerzielle LGC-Lizenzen sind jährlich zu zahlen; die Bedingungen sind auf Anfrage erhältlich.
Detaillierte technische Beschreibung
Einführung
Die LEDAS Geometry Comparison (LGC) Software befasst sich mit dem Problem der Erkennung von Unterschieden in 3D-Modellen innerhalb einer angegebenen Toleranz.
Dreidimensionale Modelle, die in der Industrie verwendet werden, sind Einheiten mit einem ziemlich langen Lebenszyklus. Sie werden in der Regel von mehreren Designern, Ingenieuren und Technologen geändert. Infolge von Trends wie Spezialisierung, globale Zusammenarbeit und Outsourcing nimmt die Zahl der Personen, die an einem Modell arbeiten, stark zu. Heute werden 3D-Modelle in vielen Baugruppen und abgeleiteten Produkten wiederverwendet, so dass ihre Lebenszyklen länger sind als früher. Dies macht die Überprüfung der Modellgeometrie und die Suche nach Unterschieden zwischen den Modellen immer wichtiger.
Beim Vergleich zweier ähnlich aussehender 3D-Modelle ist es wichtig, zwischen wichtigen Unterschieden und geringfügigen Mängeln zu unterscheiden. Dadurch unterscheidet sich der Vergleich von 3D-Modellen stark von einem einfachen Textvergleich, bei dem nur Text, der völlig identisch ist, als unterschiedslos angesehen wird. Geometrische Vergleiche ermöglichen die Erkennung und Visualisierung winziger Änderungen, die dem menschlichen Auge entgehen würden.
Die Verfolgung von Modelländerungen während des Lebenszyklus ist ein Szenario für den Einsatz von LEDAS Geometry Comparison. Ein anderes ist die Qualitätssicherung von Code, der geometrische Berechnungen zur Erzeugung von 3D-Modellen verwendet. Die Entwickler, die mit dieser Art von Code entwickeln, sind an automatisierten Tests des Codes interessiert. Dazu gehört in der Regel auch die Überprüfung von Änderungen in der Ausgabe. Diese Überprüfung könnte durch den Vergleich der Originalausgabe mit den von LEDAS Geometry Comparison neu generierten Modellen erfolgen.
Bisher wurde der Geometrievergleich meist durch Boolesche Subtraktion durchgeführt, was eine Kernfunktion von Modellierkernen wie Parasolid und ACIS ist. Die Unterschiede zwischen 3D-Körpern wurden durch Subtraktion des Volumens eines Körpers von einem anderen gefunden. Dies war die Motivation für LEDAS, eine neue innovative Technologie des Geometrievergleichs zu entwickeln, die in LEDAS Geometry Comparison implementiert wurde.
Anwendungen
Interoperabilität in CAD/CAM/CAE
In jeder Phase des Lebenszyklus von 3D-Modellen werden sie in den folgenden Bereichen geändert:
- CAD-Benutzer spezifizieren und ändern die Geometrie von Modellen als ihre Hauptaufgabe
- CAM-Benutzer ändern Modelle, um sie an die Spezifikationen und Beschränkungen der Fertigungswerkzeuge anzupassen
- CAE-Benutzer entfernen kleine Elemente von Modellen, bevor sie sie in Polygonnetze umwandeln, um die Berechnungen zu optimieren; beide dieser Prozesse erfordern eine Genauigkeitskontrolle
Dank LGC weiß jeder Beteiligte an diesem Design- und Produktionsprozess, was von seinen Mitarbeitern verändert wurde.
Vergleich von Versionen in PDM-Systemen
Die "Revisionierung von Modellen" ist ein grundlegendes Konzept in jedem PDM-System (Produktdatenmanagement). Dennoch sind viele PDM-Systeme nicht in der Lage, den Benutzern Informationen über die tatsächlichen Unterschiede zwischen den Revisionen zu liefern. LGC bietet seinen PDM-Lizenznehmern einen Mehrwert, indem es den Vergleich von Revisionen und das Auffinden von Unterschieden erleichtert.
LGC ist für die Stapelverarbeitung großer Mengen von Dateien optimiert und ist besonders schnell bei der Prüfung identischer Geometrien. Seine Fähigkeit zur Parallelverarbeitung in der Cloud macht es ideal für die Verarbeitung großer Datenmengen.
Automatisiertes Testen von CAD-Geometriemodellierungs-Software
Automatisiertes Testen ist das beste Mittel gegen Bugs und für die Qualitätssicherung. Es funktioniert gut, wenn die Software eine Textausgabe erzeugt, so dass man leicht überprüfen kann, ob sich die Ergebnisse seit der letzten Revision des Quellcodes nicht geändert haben. Dies wird jedoch schwierig, wenn es sich um Code handelt, der keine Texte, sondern Geometrien erzeugt; wie können geometrische Daten einfach verglichen werden?
Als Geometrievergleichs-Engine löst LGC das Problem des automatisierten Testens von jeglichem Code, der geometrische Daten erzeugt, wie z.B. Modellierkerne, Datenkonverter, Tesselations-Engines und Modellierungsbibliotheken. Der Einsatz von LGC hebt Ihre Qualitätssicherungsprozesse auf eine neue Ebene.
Technologie
Lokalisierung von Unterschieden in 3D-CAD-Modellen
Der Vergleich von zwei ähnlich aussehenden 3D-Modellen ist ähnlich dem Vergleich von Text mit Werkzeugen, die in Microsoft Word vorhanden sind. LEDAS Geometry Comparison (LGC) ist die Lösung, die Unterschiede zwischen ähnlichen geometrischen Modellen feststellt, so wie es Revisionskontrollsysteme mit Text tun.
LGC nutzt die Toleranzkontrolle, um wichtige Unterschiede von kleinen Mängeln zu unterscheiden, die durch Importübersetzungen entstanden sind. Wenn nur ein Teil einer Fläche unterschiedlich ist (und der Rest der Fläche mit der Fläche des anderen Körpers übereinstimmt), dann unterteilt LGC die Fläche und hebt den Bereich hervor, der nicht übereinstimmt. Alle Unterschiede werden zusammengefasst und dem Benutzer in Listen- und Modellansichten präsentiert.
Wenn ein Modell relativ zur Position des anderen Modells verschoben oder gedreht wird, berechnet LGC zunächst die Transformation, um die Modelle im Raum anzupassen, bevor sie verglichen werden.
Abbildung von Flächen zweier 3D-Modellen
Nachdem ein Modell verändert wurde, kann es dem Original immer noch sehr ähnlich sehen, aber normalerweise fehlt die Abbildung zwischen den Flächen. Wenn das Originalmodell zum Beispiel eine Komponente in einer Baugruppe ist, ist es unmöglich, es automatisch durch ein modifiziertes Modell zu ersetzen. Der Grund dafür ist, dass Beschränkungen in Baugruppen auf bestimmte Flächen angewandt werden und das System durch den Bearbeitungsprozess die Korrespondenz mit den Flächen der modifizierten Modelle verliert.
LGC vergleicht erneut Flächen zweier Modelle und stellt das Ergebnis der erneuten Abbildung in einem Bericht bereit. Es überträgt ganz einfach die Attribute von Flächen (wie z. B. Farben, Transparenz, Texturen und physikalische Parameter) vom Originalmodell auf das geänderte Modell; es stellt Constraints wieder her und aktualisiert Baugruppen.
Zuverlässige und schnelle parallele Berechnungen in der Cloud
Der Grund für die Entwicklung von LGC war es, eine Lösung zu schaffen, die viel schneller und zuverlässiger ist als bestehende Software von Wettbewerbern. Die Funktionen für den Geometrievergleich in den gängigen CAD-Systemen basieren auf nicht stabilen Booleschen Operationen; die Verarbeitung von Modellen mit nur tausend Flächen kann bis zu einer Stunde dauern. Im Gegensatz dazu vergleicht ein Ein-Kern-LGC-Exemplar solche Modelle in Sekundenschnelle und erstellt dann einen Bericht über alle gefundenen Unterschiede und die verglichenen Flächen.
LGC wurde von Anfang an als parallele, multi-threaded Mehrprozess-Software für die Cloud entwickelt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil für unsere Technologie. Unsere Installation in einer Amazon-Cloud erzielte spannende Ergebnisse: Sie war bis zu 5x-6x schneller auf 8 Kernen und bis zu 15x schneller auf 32 Kernen.
Hintergrund
Das LEDAS Team verfügt durch seine Arbeit am Projekt Russischer Modellierkern (RGK) über viele Mannjahre Erfahrung in der Erforschung und Entwicklung von Booleschen Operationen. Sie kennen die Nachteile und Engpässe des Booleschen Verfahrens im Detail. Insbesondere sind Boolesche Operationen in komplizierten Fällen aufgrund der Konstruktion des so genannten Schnittgraphen nicht sehr zuverlässig. Er bestimmt, wie Teile des Originalkörpers zusammengefügt werden, um den Ergebniskörper mit nur gültiger Topologie zu erzeugen; Er bestimmt, wie Teile des Originalkörpers zusammengefügt werden, um den Ergebniskörper mit nur gültiger Topologie zu erzeugen; keine Selbstschnittpunkte, grenzenlose Flächen, hängende Kanten und so weiter.
LEDAS hat festgestellt, dass die Berechnung eines Schnittgraphen nicht unbedingt erforderlich ist, und hat herausgefunden, wie man ohne Schnittgraphen berechnen kann, welche Teile des einen Modells innerhalb einer Toleranz des anderen Modells liegen (und welche nicht).
Daraus entwickelte das LEDAS-Team seine innovative Technologie, die 3D-Geometrien vergleicht, ohne instabile Boolesche Operationen zu verwenden. Stattdessen verwenden sie eine Mischung leistungsstarker Methoden, darunter Bounding-Volume-Hierarchien, die Identifizierung und Abbildung ähnlicher Objekte und lokale Suchroutinen.
Experten in 3D-Geometrie wissen, dass es zwei Ebenen der Geometriedarstellung gibt: Topologie (bestehend aus Flächen, Kanten, Scheitelpunkten) und zugrunde liegende Geometrie ( Oberflächen und Kurven, die die Form von Flächen und Kanten bestimmen). Es ist relativ einfach, die Topologie eines 3D-Modells auf die Topologie eines anderen Modells abzubilden: Jedes Objekt erhält sein Gegenstück, und wenn es für einige Objekte keine Abbildung gibt, dann wird der Unterschied auf der topologischen Ebene gefunden. Es ist komplizierter, Unterschiede zu finden (oder zu überprüfen, dass es keine Unterschiede gibt), wenn man die tatsächliche zugrunde liegende Geometrie und die vorgegebenen Toleranzen berücksichtigt. Die von LEDAS entwickelte Lösung ermöglicht es, Unterschiede sowohl auf der topologischen als auch auf der geometrischen Ebene zu erkennen.
Wichtig sind auch die Informationen, die die Software dem Benutzer zur Verfügung stellt. Einige Konkurrenten zeigen Unterschiede als eine Reihe von Punkten auf einem Modell an, die auf dem zweiten Modell nicht vorhanden sind. Eine andere Software markiert die Flächen, die nicht mit den Flächen des zweiten Modells übereinstimmen. Das Vorgehen von LEDAS ist informativer: Es werden alle Flächen und Teile von Flächen ausgegeben, die außerhalb der Toleranz des zweiten Modells liegen; für die verbleibenden Flächen und Teile von Flächen werden Kennungen der übereinstimmenden Flächen angegeben.
Diese Informationen sind sowohl für den Benutzer als auch für die Software, die die Ausgabe über APIs verarbeitet, nützlich.
Warum LEDAS Geometry Comparison wählen?
Entworfen von Luciano Frias
Software von LEDAS bietet Anbietern und Anwendern drei Vorteile: Technologie, Geschwindigkeit und Preis.
Technologie
Die oben beschriebenen technologischen Vorteile sind die Hauptgründe, warum die LEDAS-Lösung besser ist als die anderer Softwareunternehmen.
Geschwindigkeit
Genauso wichtig ist, dass die LEDAS-Lösung sehr schnell ist. Die Desktop-Version von LEDAS Geometry Comparison ist um ein Vielfaches schneller als die bekannten Wettbewerber, dank des hauseigenen algorithmischen Ansatzes, der keine Booleschen Operationen verwendet. Die LEDAS-Technologie ist ursprünglich parallel, so dass die Beschleunigung der parallelen Version 10-100 Mal schneller ist als die der Standalone-Version.
Preis
Die heute im Spezialgebiet des Geometrievergleichs bestehenden Lösungen kosten zwischen 1.000 und 10.000 Dollar pro Installation, was für viele potenzielle Kunden zu hoch ist.
LEDAS durchbricht diese Preisbarriere, indem es LGS als Komponentensoftware zu einem Preis anbietet, der den Einstieg für viel mehr Kunden ermöglicht.
Zusammengefasst hat die innovative LEDAS Geometry Comparison Technologie folgende Vorteile gegenüber konkurrierenden Lösungen:
- Es verwendet eine stabile und zuverlässige Technologie, im Gegensatz zu ressourcenintensiver Software, die auf klassischen Booleschen Operationen basiert
- Es ist um ein Vielfaches schneller dank seiner einzigartigen Algorithmen, die von Anfang an auf parallele Berechnungen ausgerichtet sind
- Es stellt durch eine benutzerfreundliche GUI und API wesentlich informativere Ergebnisse bereit
- Es steht den Anbietern als Komponente zur Verfügung, die lizenziert und in jede Software integriert werden kann
- Es ist zu einem viel günstigeren Preis angeboten