Siemens PLM Software旗下的二三維一體化設(shè)計(jì)仿真軟件Solid Edge最新版本ST10融合了三大建模核心：順序建模,、同步建模,、收斂建模，具有正向設(shè)計(jì)和逆向設(shè)計(jì)能力,，覆蓋了當(dāng)今產(chǎn)品設(shè)計(jì)的所有方面,。

       那么，什么是順序建模,，什么是同步建模,，什么是收斂建模，他們各自應(yīng)用的場景是什么,，想必大家不一定非常清楚,。所以本篇文章，將為你詳細(xì)闡述三大建模技術(shù)的優(yōu)勢和差異點(diǎn),。

        講到建模技術(shù),，那就離不開CAD的發(fā)展歷史,。下面這張圖，非常形象地說明了這個(gè)進(jìn)展,。

       三維CAD,，經(jīng)歷將近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，從線框建模,、實(shí)體建模,，到現(xiàn)在的特征建模（也就是Solid Edge所提到的順序建模）、同步建模,、收斂建模,，每個(gè)建模技術(shù)，都與當(dāng)時(shí)的時(shí)代條件相匹配,。

       由于時(shí)間久遠(yuǎn)，我們就不去關(guān)注線框建模和實(shí)體建模,，而把注意力集中于特征建模（Solid Edge所對應(yīng)的順序建模）,。

       80年代末期，以基于特征,、全尺寸約束,、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改的參數(shù)化實(shí)體建模方法的出現(xiàn),，大大提振了整個(gè)CAD的發(fā)展,，代表軟件就是PTC公司的Pro Engineering。雖然后續(xù)的參數(shù)化設(shè)計(jì),、欠尺寸約束,，Windows平臺(tái)等等，但都是這種技術(shù)的延伸和發(fā)展,。歷時(shí)三十余年的發(fā)展,，至今仍然在發(fā)揮作用。

        基于歷史特征的順序建模的特點(diǎn)是：

        智能草圖：草圖需要完全約束（到后續(xù)Windows平臺(tái)上,，草圖則可以欠約束）,，并且通過草圖驅(qū)動(dòng)三維模型。

        歷史樹特征：嚴(yán)格基于操作歷史的前后順序過程,，特征之間存在父子關(guān)系,。前端特征做了修改，后續(xù)特征必須重新計(jì)算,、生成,。

        特征關(guān)聯(lián)：以草圖為載體，特征和尺寸，可以做到多重鏈接,，以保證設(shè)計(jì)理念的貫徹,。

         基于單個(gè)零件的設(shè)計(jì)修改：特征的修改必須基于草圖，因此設(shè)計(jì)修改必須通過激活零件,，在零件環(huán)境下完成參數(shù)修改。然后通過隱性的特征鏈接傳遞到相關(guān)零件,。整個(gè)裝配的變化有點(diǎn)類似黑箱操作,。

         基于歷史特征的順序建模存在的問題在于：

        1. 由于特征都有父子關(guān)系，因此當(dāng)前的設(shè)計(jì)方法都要求預(yù)先規(guī)劃設(shè)計(jì)工作,。先做什么,，后做什么，必須預(yù)先規(guī)劃好,。

        2. 由于特征需要重新生成,，因此只要草圖發(fā)生了修改，那么所有的特征都必須重新生成一遍,。如果零件復(fù)雜,，特征比較多的情況下，那么生成時(shí)間就會(huì)比較長,，不能快速反應(yīng)設(shè)計(jì)變更,。

        3. 異種CAD數(shù)據(jù)讀入以后，所有的特征參數(shù)都丟失了,，因此只能是死疙瘩一塊,，導(dǎo)致不能編輯修改異種CAD數(shù)據(jù)，造成信息孤島,，阻礙了模型信息的傳遞,。

        4. 無法重用異種CAD數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。由于異種CAD數(shù)據(jù)沒有任何參數(shù)和特征,，因此無法使用參數(shù)驅(qū)動(dòng),、特征拷貝的方式來重用已有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        5. 特征之間的鏈接關(guān)系是隱性的,，導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更也是隱性完成,。如果預(yù)先不知道他們之間的鏈接關(guān)系，那么有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生意想不到的災(zāi)難,。因此也導(dǎo)致工程師寧可重新建模,，也不敢修改別人的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

        正式因?yàn)榇嬖谝陨享樞蚪o法克服的問題,，西門子公司經(jīng)過多年研發(fā),，于2008年正式推出同步建模技術(shù)，它一舉突破了順序建模的設(shè)計(jì)瓶頸，大幅提高設(shè)計(jì)效率,，給三維CAD注入新的活力,。

        同步建模技術(shù)同時(shí)加入到西門子旗下的兩款產(chǎn)品：Solid Edge和NX。但由于兩款產(chǎn)品的使用方法和場景不一樣,，同步建模的應(yīng)有也有所差異,。NX僅用于無參模型的修改方面，而Solid Edge則作為一個(gè)新的建模方法,，用于新模型的創(chuàng)建,、異種CAD數(shù)據(jù)的修改、數(shù)據(jù)重用等各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,。而且只要學(xué)會(huì)操控下圖的方向盤,，就能直觀地進(jìn)行所見即所得地創(chuàng)建三維模型。

       同步建模,，顧名思義,，就是在進(jìn)行三維建模，拖動(dòng)幾何體的時(shí)候,，同步解算三維驅(qū)動(dòng)尺寸,、三維幾何約束、三維幾何關(guān)系,，并賦予參數(shù)特征,，實(shí)現(xiàn)直觀式的所見即所得三維設(shè)計(jì)模式。

         同步建模自2008年誕生以來,，Solid Edge將產(chǎn)品編號(hào)從V系列,，變更到ST系列（Synchronous Technology），到2017年,，Solid Edge的最新版本ST10,。

         那么，同步建模的特點(diǎn)：

         1. 融合了二,、三維的操作環(huán)境,。無需刻意去創(chuàng)建草圖，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)捕捉草圖平面,，實(shí)現(xiàn)從2D到3D的自然過渡,。整個(gè)操作過程，可以在全三維環(huán)境下完成,，也可以切換到二維平面視圖,，自然方便。

         2. 圖形化的操作手柄方向盤,，實(shí)時(shí)操控整個(gè)三維建模過程,。它融合拉伸,、旋轉(zhuǎn)、平移,、對齊等眾多可視化操作過程,。換句話說，只要學(xué)會(huì)了控制方向盤,，就能得心應(yīng)手地用同步建模創(chuàng)建三維模型,。

         3. 將二維草圖的尺寸和幾何約束上升到三維空間，實(shí)現(xiàn)三維可驅(qū)動(dòng)尺寸,、三維幾何約束的建模體系,。三維可驅(qū)動(dòng)尺寸即為PMI，可以實(shí)現(xiàn)從CAD到CAM的完整尺寸鏈的傳遞,。修改三維尺寸的同時(shí),，自動(dòng)實(shí)時(shí)捕獲幾何約束關(guān)系,，實(shí)時(shí)規(guī)則自動(dòng)賦予,，以保證所有的設(shè)計(jì)修改在可控的范圍內(nèi)完成。而且由于都是實(shí)時(shí)操作,，無需等待,，即可完成設(shè)計(jì)修改。

         4. 可以編輯修改來自異種CAD的模型數(shù)據(jù),。根據(jù)適用的實(shí)時(shí)規(guī)則,，自動(dòng)增加三維可驅(qū)動(dòng)尺寸，自動(dòng)識(shí)別和維護(hù)設(shè)計(jì)意圖,。通過方向盤即可使用對模型的編輯修改,，并且可以使用簡單的拷貝、粘貼,，來實(shí)現(xiàn)多異種CAD數(shù)據(jù)的重用,。實(shí)時(shí)剖面則實(shí)現(xiàn)了二維直接驅(qū)動(dòng)三維的能力。

        5. 無需打開零件,，即可在裝配環(huán)境下同時(shí)直接編輯修改多個(gè)零部件,。在編輯多個(gè)零件的時(shí)候，實(shí)時(shí)規(guī)則,、三維幾何約束等自動(dòng)應(yīng)用到所編輯模型上,。

        Solid Edge的順序建模和同步建模，已經(jīng)和諧地融合到一個(gè)零件里,，共同存在,。對于工程師而言，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)三維模型,，可以根據(jù)自身對建模技術(shù)掌握的程度,，合理應(yīng)用順序建模和同步建模。你可以100%使用順序建模，也可以100%使用同步建模,，或者兩者兼而有之,。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)模型的操作過程，自動(dòng)匹配相對應(yīng)的修改方法,。如果當(dāng)前選擇的模型是用同步建模創(chuàng)建的,，那么就用同步建模方法修改，如果當(dāng)前選擇的模型使用順序建模創(chuàng)建的,，那么就自動(dòng)用順序建模方法修改,。而且順序建模的特征，可以一鍵轉(zhuǎn)換到同步建模環(huán)境,。

         講到這里,，大家是不是已經(jīng)感覺到Solid Edge不簡單，可以在同一零件環(huán)境下,，包含兩種建模技術(shù),，而且這么和諧地融合在一起，給工程師帶來更多的選擇和方便性,。

        同步建模和順序建模,，都是從無到有，屬于產(chǎn)品的正向設(shè)計(jì)過程,。但在當(dāng)今時(shí)代,，3D掃描和3D打印的成熟發(fā)展，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)也提出了新的要求,，一種被稱為逆向工程的逆向設(shè)計(jì),，正越來越多地得到工程師的青睞。當(dāng)我覺得要對已經(jīng)存在的產(chǎn)品進(jìn)行改型設(shè)計(jì)時(shí),，逆向設(shè)計(jì)就是最佳選擇,。

        因此，Solid Edge ST10引入西門子的收斂建模技術(shù),，實(shí)現(xiàn)逆向設(shè)計(jì)能力,。收斂建模，就是把B樣條模型和三角面（小平面）模型無縫組合在一起,，如布爾運(yùn)算等,，提供更加廣泛的靈活設(shè)計(jì)方法。集參數(shù)化,、直接和小平面建模能力的Solid Edge,，為實(shí)現(xiàn)更高的生出來提供了真正美好的愿景。

        有了收斂建模技術(shù),，Solid Edge ST10的逆向工程模塊,，就具備了對小平面模型進(jìn)行編輯修改的能力,，例如刪除、修補(bǔ)小平面模型,、自動(dòng)識(shí)別小平面模型,、提取面、轉(zhuǎn)換為B樣條模型,。導(dǎo)入STL數(shù)據(jù),，就能通過Solid Edge ST10，轉(zhuǎn)換為可供DNC數(shù)控機(jī)床加工的B樣條表示的高精度模型,。

      有了收斂建模技術(shù),，Solid Edge ST10推出的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，優(yōu)化你的產(chǎn)品設(shè)計(jì),，即滿足給定的強(qiáng)度條件下,，是重量和材料最優(yōu)化，達(dá)到材料的最小化,。優(yōu)化后的產(chǎn)品,，還能再應(yīng)用同步建模、順序建模,，進(jìn)一步完善產(chǎn)品,，然后再通過3D打印,，生成實(shí)物,。

        所以，Solid Edge ST10將三個(gè)建模技術(shù)：順序,、同步,、收斂，融為一體,，為工程師提供獨(dú)一無二的靈活建模手段,。不管是正向設(shè)計(jì)，還是逆向設(shè)計(jì),，Solid Edge肯定能滿足你的設(shè)計(jì)要求,。

        Solid Edge是你不二選擇的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具！