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2010年7月15日 星期四

[當機墊檔]機構3D CAD Software講古(01)

前言

本文與後續的資料全部整理自日文版/英文版維基百科(中文版還是一如預期的沒有相關介紹), 有興趣的人也可以自行上維基百科查閱

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說到機構設計用CAD, 首先會令人想到的就是PTC公司出品的Pro/Engineer(Pro/E)了, 所以本講古的第一篇就從Pro/E開始囉.

 

(1) Pro/Engineer篇

 

Pro/ENGINEER是美國PTC(Parametric Technology Corporation, 參數科技)發行的, 主要是給製造業所使用的CAD(電腦輔助設計)軟體。此套軟體是以3D實體模型(Solid Model)進行設計作為主要的功能, 而成為現在3D CAD軟體的主流. 此軟體也是第一套使用參數式特徵建構模型的CAD軟體.

 

簡史

進入1980年代後, 2D CAD開始在各行業的設計單位普及起來. 但對於負責生產的製造業而言, 卻更需要能夠表現出曲面形狀, 或是掌握零件之間相互位置與關係的3D軟體. 所以開始出現來像Catia(預計在Tony講古第二集登場)或UG (Unigraphics, 現在稱為NXà預計在Tony講古第三集中介紹)等使用線架構(Wireframe)或面架構(Surface Model)來表現立體形狀的3D軟體, 並陸續商品化. 然而, 使用這種線架構或是面架構的3D表示方法, 卻很難靈活的進行形狀變化或尺寸的修正, 甚至也不具備代替工程圖(2D圖面)的功能, 再者當時的曲面建構功能指令也很貧乏, 所以無法作為很有效率的設計工具. 這一切都從1986年PTC開始開發Pro/E後有了很大的改變. Pro/E是直接使用實體元素(Solid)來表現立體形狀, 並且還有所謂的參數式模型(Parametric Modeling)來控制形狀與尺寸, 因而革新了當時的設計概念. 也因此, 當Pro/E在1988年正式上市後, 使得業界導入3D CAD軟體設計有了突破性的發展.

 

到了1996年, Pro/E的銷售額正式超過了原本領先進入CAD業界成為霸主的Autodesk(AutoCAD的發行公司), 成為CAD業界名符其實的代表軟體. 不過, 也正是因為Pro/E是實體模型的開拓者, 所以有很多歷史性的包袱(為了相容舊版本累積下來的介面), 再加上符合市場需求而追加了很多功能, 所以其使用介面非常複雜, 如果不是很熟練的使用者, 就很難正確的操作與設計. 因此PTC內部有一些研發工程師, 想要解決這樣的問題, 在1993年脫離而成立了新公司並開發出操作介面簡單的Solidworks. Solidworks後來被稱為中階的3D CAD軟體, 而Pro/E, Catia, UG等傳統老字號的CAD軟體則被歸為高階CAD軟體. 雖然Solidworks的功能雖不如Pro/E全面, 但是其便宜的價格, 開創出一個新的市場區塊, 也的確搶下了不少的市佔率.

 

(關於Solidworks, 預計是在第四集中進行介紹, 如果有的話…)

 

針對本身的問題與Solidworks的崛起, PTC除了在1998年推出了資料管理程式(相當於現在的PLM) Windchill, 並且再充實了設計周邊的功能, 使Pro/E更鞏固其在高階整合設計軟體的地位外, 到了2002年以Wildfire(野火)為Pro/E的次品牌名稱, 推出了全新操作介面的新版Pro/E, 希望能在維持高階建構功能下, 操作上也能容易上手. 果然, Pro/E藉由Wildfire的推出, 不但拉回了一些流失的中階客戶, 甚至在過去就持續使用Pro/E的大型企業老客戶, 因為不再因為需要技術熟練的人員才能操作, 所以更願意建構起一人一套的使用環境, 反而更況大了其銷售額與佔有率. (Tony曰: 阿壽司集團也是在2002~2003年一口氣將授權數擴大到了接近150套).

有了這些戰果為基礎, PTC開始轉守為攻, 從2005年開始就進行瘋狂的大採購併購, 至少收購了至少10家以上的有名軟體公司. 其中, 更包含了在家電業中有相當市佔率, 並以所謂的直覺實體建構(Direct Solid Modeling) CAD軟體OneSpace Designer聞名的競爭對手CoCreate公司. 據說PTC目前的策略, 似乎是打算將OneSpace Designer作為中階CAD軟體來搭配銷售. (嗚呼, 人家沒被合併之前, 明明是自許為高階軟體的說)

(除了CoCreate外, 大名鼎鼎的Mathcad也慘遭PTC的毒手在併購名單中, 所以現在可以直接在Pro/E中執行Mathcad的運算)

(因為OneSpace Designer可能就此滅亡, 所以Tony正在考慮要不要為它推出第五集)

 

功能

如前所述, Pro/E就是以參數特徵建構模型為核心, 來建立3D實體模型. 而其建立出來的實體外型資料, 尺寸與其他的內部實體特徵也能維持一致性, 所以可以很簡單的藉由修改尺寸數值或關係式來修正模型, 此外也可以很自由的添加長出與切除特徵. 另外, 此軟體也沒有必要建立整體統一的演算公式, 所以經過編輯修改而產生的運算時間(就是所謂的Regen--Regeneration)不會很久, 也是其特長之一. 而軟體本身除了主程式核心外, 附加的高階功能都是以模組化的方式來安裝, 因此使用者能夠只選擇其必要的模組, 不必全部購買而可以省下一些銀子.

 

版本歷史(可供各位發思古之幽情)

  • Pro/ENGINEER 1 - 1987 (Autofact 1987 premier)

  • Pro/ENGINEER 8.0 - 1991 (咦, 2.0~7.0呢? PTC很喜歡這樣搞的樣子, 例如Pro/Intralink也是直接從3.x版直接跳成8.0版)

  • Pro/ENGINEER 9.0 - 1992

  • Pro/ENGINEER 10.0 - 1993

  • Pro/ENGINEER 11.0 - 1993

  • Pro/ENGINEER 12.0 - 1993

  • Pro/ENGINEER 13.0 - 1994

  • Pro/ENGINEER 14.0 - 1994

  • Pro/ENGINEER 15.0 - 1995

  • Pro/ENGINEER 16.0 - 1996

  • Pro/ENGINEER 17.0 - 1997

  • Pro/ENGINEER 18.0 - 1997 (阿壽司集團最初版本)

  • Pro/ENGINEER 19.0 - 1998

  • Pro/ENGINEER 20.0 - 1998 (Tony使用的第一個版本)

  • Pro/ENGINEER 2000i - 1999

  • Pro/ENGINEER 2000i2

  • Pro/ENGINEER 2001

  • Pro/ENGINEER Wildfire 1.0

  • Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 (阿壽司集團目前版本)

  • Pro/ENGINEER Wildfire 3.0

  • Pro/ENGINEER Wildfire 4.0

  • Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 -2009

主要客戶

在台灣, 電子業幾乎都是其使用者, 包含阿壽司集團與狐狸集團與肉鬆集團等電子五哥

世界知名的公司中, Dell, HP, SONY等也都有使用. (雖然這些公司也都不只有一種CAD軟體)

由於市佔率很高, 所以隨便用飛鏢往各大股市的電子業看盤射去, 大概都會射中他們的客戶

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