간단히 말해서,파라메트릭 설계에는 엔지니어가 3 차원 지오메트리를 하나씩 구축하는 작업이 포함됩니다. 2 차원 스케치는 디자이너의 의도에 맞게 제약 조건과 관계가 정식으로 적용되는 3 차원 기능으로 바뀝니다. 그러나 각 단계는 이전 단계에서 수행되므로 파라메트릭 설계에는 신중한 계획이 필요할 수 있습니다.
파라메트릭 모델링의 힘과 인기에도 불구하고,또 다른 캐드 패러다임은 지지자들의 몫을 가지고 있다:직접 모델링. 직접 모델링에서 기하학은 왕입니다. 사용자는 더 이상 자신의 부품의 역사에 대해 걱정할 필요가 없습니다 대신 그대로 3 차원 형상에 직접 행동 할 수 있습니다. 일부 최신 캐드 시스템은 히스토리 기반 파라 메트릭 모델링 대신 직접 모델링을 사용하는 반면 다른 시스템은 파라 메트릭 도구와 직접 도구를 혼합하여 제공합니다.
파라메트릭 모델링과 다이렉트 모델링의 차이점,어떤 사용 사례에 가장 적합한지,그리고 어떻게 계속 발전할 수 있는지 더 잘 이해하기 위해,우리는 경험이 풍부한 캐드 사용자와 업계 관계자들에게 두 가지 패러다임을 받아들인 것에 대해 이야기했다.
파라메트릭 모델링
우선,우리가 사용하고있는 용어를 명확히하자. 프로/엔지니어가 개척 한 디자인 패러다임은 아마도 가장 적절하게”역사 기반”이라고 불리며,모델의 선형 단계별 특성으로 직접 모델링과 차별화됩니다.이 모델은”역사없는”이라고 할 수도 있습니다.”
“역사 기반 치사한 사람 소프트웨어는 일련의 기능을 가진 개별 부분을 구축하기 위해 사용자에 의존,”지멘스’치사한 사람 소프트웨어 솔리드 에지에 대한 전자 책에서 베테랑 치사한 사람 사용자 매트 롬바드을 썼다. “이 소프트웨어는 순서대로 기능을 기억하고,모델은 앞으로 이동하기 위해 모든 단계에서 완벽하게 순서대로 이러한 기능을 해결해야합니다. 당신은 컴퓨터 프로그램 같이 모형 건물의 이 방법을 생각할 수 있다. 모든 단계에 대한 지침을 컴퓨터에 제공하고 모델을 다시 작성해야 할 때마다 해당 단계를 실행합니다.”
그럼에도 불구하고 역사 기반 모델링은 종종”파라 메트릭”이라고하므로 두 용어를 비슷한 것으로 취급 할 것입니다. “사람들은 역사 기반 소프트웨어 만이 파라 메트릭이라는 잘못된 생각을 자주 가지고 있습니다. 파라메트릭은 모델이 치수,패턴 인스턴스,벽 두께,구멍 직경 및 깊이 등을 포함할 수 있는 매개 변수에 의해 구동됨을 의미합니다.”
컴퓨터 프로그램에 대한 롬바르드의 비유는 파라메트릭 모델링을 위한 적절한 것이다. 프로그램을 작성할 때와 마찬가지로 엔지니어가 성취하려는 것에 대해 더 많이 생각할수록 최종 결과가 향상됩니다. 프로그램과 같은 모델을 즉시 조립할 수 있지만 다른 엔지니어가 편집하기가 조잡하고 어려울 수 있습니다.
롤랜드 슈바르츠,또 다른 경험 치사한 사람 사용자,파라 메트릭 모델링이 사실은 양날의 칼이 될 수 있다고 지적했다.
“만약 당신이 파라메트릭을 정말 잘하는 사람과 함께 일하고 그들의 프로젝트를 훌륭하고,사려 깊고,엄격한 방식으로 구조화한다면,그것은 환상적이다”라고 슈바르츠는 말했다. “하지만 당신은 단지 거기에 도착하고 절단 및 변경 및 잘못된 장소에 복사 한 물건을 가지고 누군가를 가질 수 있으며,그것에 논리적 인 시스템이 없습니다. 그 때 지저분 해지고 내보내기 및 가져 오기로 처음부터 시작하고 싶습니다.”(모델 내보내기 및 가져 오기는 기능 기록을 제거하고 설계 의도가없는 지오메트리 인”멍청한 지오메트리”로 바꿉니다.)
최고의 파라메트릭 캐드 디자이너들은 프로젝트를 구조화하는 데 매우 능숙하므로,마치 역사 트리에 디지털 지문을 남긴 것처럼 모델 중 하나를 보는 것만으로 식별할 수 있다. 최종 모델은 정확히 동일하더라도,거기에 도착하는 방법에는 여러 가지가 있습니다-일부는 다른 사람보다 확실히 더 낫다.
“그리고 내 길은 최고입니다.”슈바르츠는 농담했다. “그것은 모든 좋은 캐드 모델러가 말할 것입니다.”
파라메트릭 모델링은 책상,선반 또는 크기가 다를 수 있는 도구와 같은 표준 사무실 요금을 생각하는 치수에 의해 구동되는 제품에 매우 유용합니다. 파라메트릭 접근 방식을 통해 엔지니어는 다양한 설계 구성을 빠르고 쉽게 만들 수 있습니다.
그러나 그리 엄격하지 않은 모델러가 살고있는 곳에서 파라 메트릭 모델링 패러다임에 균열이 나타나기 시작했습니다.
“때때로 나는 당신이 역사에서 수렁에 빠져 얻을 수 있다고 생각,”브루스 바틀렛 말했다,또 다른 치사한 사람 베테랑. “역사가 당신에게 사물을 빠르게 바꿀 수있는 능력을 제공하는만큼,단점은 그것이 어떻게 만들어 졌는지 이해하지 못하거나 통제 불능 인 물건을 만드는 사람이 있다면,당신은 단지 어떤 얼굴을 잡고 움직이는 것보다 역사 트리를 넘어가는 데 더 많은 시간을 할애 할 수 있다는 것입니다.”
파라메트릭 모델링의 또 다른 약점은 피처 수가 증가함에 따라 모델을 업데이트하는 데 필요한 계산도 증가한다는 것입니다.
“히스토리 트리에 1,000 개의 기능을 가진 부품이 있다면,그 트리의 마지막 기능을 편집하면 매우 빠르게 진행됩니다.” “그러나 그 트리의 첫 번째 기능을 편집 할 때 1,001 번째 기능에 도달하기 전에 그 사이의 모든 1,000 을 계산해야하기 때문에 매우 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다.”
강점과 약점의 균형으로,캐드 디자인을 위한 파라메트릭 모델링이 최선의 선택인가? 스테이플은 그렇게 생각하지 않습니다.
“디자이너의 의도를 존중하는 매우 예측 가능한 결과를 얻기 위해 차원을 편집한다는 개념은 본질적으로 가치가있다”고 그는 말했다. “1987 년에 프로/엔지니어가 수행하고 지난 25 년 동안 거의 모든 사람들이 복사 한 역사 기반 설계로 알려진 구현은 그 차원을 편집하는 가장 효율적인 방법이 아닙니다.”
스테이플,자연스럽게 충분히,지멘스의 동기 기술,우리가 나중에 논의 할 패러다임을 옹호한다.
직접 모델링
그 이름에서 알 수 있듯이,직접 모델링은 디자이너에게 자신의 모델을 구축하고 편집하는 방법을 제공합니다.
“이 용어의 미묘한 정의와 변형에 대해 논쟁하는 전문가들은 끝이 없을 것 같지만,일반적으로 직접 편집은 피쳐 정의 나 스케치를 간접적으로 편집하는 것이 아니라 모델의 얼굴을 직접 조작하는 캐드 방법입니다…기하학이 어떻게 만들어 지는지는 중요하지 않으며 솔직히 기하학이 어떻게 바뀌는지만큼 흥미롭지는 않습니다.”
직접 모델링에서 디자이너는 모델을 밀고 당겨 변경할 수 있습니다. 이 기능의 한 가지 이점은 디자인을 쉽게 변경할 수 있으므로 신속한 반복 및 프로토 타이핑이 가능하다는 것입니다. 이러한 이유로 다이렉트 모델링은 유체 곡선과 대담한 미학이 큰 역할을하는 산업 디자인 세계에서 틈새 시장을 발견했습니다.
“매우 유기적 인 디자인,조각,컨셉 디자인,생성 디자인 및 분석을 위해 기능 해제와 같은 사용 사례가 있으며,여기서 완전히 비 파라 메트릭 도구 세트는 우수하고 때로는 최선의 선택이 될 수 있습니다.”
또한 파라메트릭 모델링의 의존성과 이력이 없으면 직접 모델링은 불량한 파라메트릭 설계의 일부 문제를 제거할 수 있습니다.
“캐드 모델러의 실제 테스트는 그들이 만들 수있는 것이 아니라 그들이 바꿀 수있는 것이라고 생각합니다. 다이렉트 모델링은 완전한 혼란을 일으키지 않고 무엇을 바꿀 수 있는지에 대해 확실히 분야를 크게 열어줍니다.”라고 슈바르츠는 말했다.
모델을 깨뜨릴 염려없이 변경할 수있는 능력은 특히 캐드 모델의 유용성을 확장하려는 기업에게 많은 의미가 있습니다. 슈바르츠는 캐드 모델을 자산으로 묘사했으며,다른 자산과 마찬가지로 보안을 위해 투자가 필요합니다.
“캐드 모델을 만드는 데 많은 시간과 돈이 들며,당신은 그것들을 보호하고,그것들을 유용하게 유지하기를 원합니다. 직접 모델링은 그 투자를 보호 할 것”이라고 슈바르츠는 설명했다.
그러나 직접 모델링에는 자체 단점이 있습니다.
“대부분의 역사 무료 시스템은 치수의 편집과 예측 가능한 결과를 얻기를 잘 처리하지 않는다”스테이플 말했다. “때로는 사람들이 푸시-나-풀-당신 종류의 시스템에 대해 이야기하는 것을 듣게 될 것이고,그들은 매우 섹시 해 보이지만,푸시가 하루가 끝날 때 밀어 넣을 때,당신은 정말로 차원을 편집하고 차원 장소를 만들 수 있기를 원합니다.”
다이렉트 모델링의 또 다른 문제점은,대부분의 캐드 모델러들은 단순히 그들이 익숙지 않다는 것이다. 파라메트릭 디자인에 대한 수년간의 경험과 그 단점에 익숙해지는 수년간의 경험 후에 대안을 고려할 동기가 부족할 수 있습니다.
“나는 파라 메트릭 모델링이 곧 사라질 것이라고 생각하지 않는다”고 슈바르츠는 말했다. “거기에 잘 걸었다하고 좋아 거기에 사용자의 매우 큰 인구가있다,또는 적어도 그들은 그것으로 편안하고 아무데도 가지 않을거야. 나는 직접 모델링이 앞으로 큰 단계라고 생각합니다. 동시에 나는 그것을 사용하는 가장 좋은 방법에 대해 더 많이 받아 들여지고 더 많이 이해되는 문화가 있다고 생각합니다—특히 제품의 수명 동안 모델링 프로젝트를 관리하거나 솔루션보다 더 큰 문제가 될 필요없이 초기 개발의 수명.”
디자인 패러다임 사이의 경계를 흐리게
대부분의 주류 캐드 시스템은 파라메트릭 툴과 다이렉트 툴을 혼합하여 제공하지만 이러한 툴의 기능은 다를 수 있습니다.
“온셰이프는 파라메트릭 모델러이지만,그 위에 직접 모델링이 내장되어 있습니다.”라고 온셰이프 사용자인 브루스 바틀렛은 설명했다. “직접 모델링이지만 여전히 파라 메트릭입니다. 때때로 나는 그것이 단지 순수한 직접 모델러 일 수 있고,우리는 단지 역사없이 얼굴을 움직일 수 있었으면 좋겠다.”
바틀렛이 언급하는 것은 이러한 도구가 직접 편집 도구처럼 작동하더라도 여전히 역사 트리에서 기능을 생성한다는 것입니다. 진정한 직접 모델링은 역사가 없기 때문에이 접근법은 준 직접적입니다. 솔리드 웍스는 특정 작업에 대한 사용자에게 편리 할 수 있지만,궁극적으로 파라 메트릭 디자인의 잠재적 인 문제를 유지,역사 트리에 기능을 남길 수 있습니다 직접 편집 도구를 제공합니다.
다른 치사한 프로그램은 다른 방법에 있는 잡종 공구를 실행합니다. 예를 들어,오토데스크의 퓨전 360 은 사용자가 파라메트릭 또는 다이렉트 모델링 모드로 동작할 수 있게 한다. 직접 모드에서는 설계 기록이 전혀 기록되지 않습니다. 또한 사용자는 파라메트릭 히스토리 트리의 나머지 부분을 그대로 유지하면서 모든 기능을 직접 모델링 기능으로 변환할 수 있습니다.
지멘스는 동기식 기술이라고 부르는 또 다른 접근 방식을 채택한다. 동기식 기술은 단일 환경에서 최고의 파라 메트릭 및 직접 모델링 기능을 고유하게 결합한다고 주장합니다.
“동기식 기술을 사용하면 손으로 얼굴을 움직이거나 치수를 편집하여 얼굴을 움직일 수 있습니다.”라고 스테이플은 설명했다. “그리고 우리는이 모든 것을 파악하고 그렇게하는 동안 모든 설계 의도를 보존 할 수있는 독특한 기술을 가지고 있지만 역사 트리 나 재 계산의 수하물은 없습니다.”
스테이플스는 동기식 기술이 다른 캐드 프로그램의 하이브리드 도구 혼합보다 한 단계 더 나아가 역사 트리의 특징으로 직접 모델링을 구현하는 시스템에서 발생할 수있는 몇 가지 문제를 회피한다고 믿는다.
“단순한 케이스,그 안에 구멍이 있는 블록을 생각해 보라. 구멍은 직경이 반 인치입니다. 5 년 동안 모델링을 해왔고,1,000 개의 기능을 가지고 있는데,결국 상사는 직경을 0.4 인치로 바꾸고 싶어합니다. 그리고 당신은 1,001 번째 기능을 추가하는’좋아,난 그냥 편집이 직접거야’라고 생각합니다. 이것은 구멍을 0.4 인치로 변경하는 재정의입니다.
“당신은 당신의 문제를 해결 한 것 같습니다. 그러나 당신이 정말로 한 것은 역사 트리에 복잡성을 추가하고 디자인 의도를 무효화 한 것입니다. 이제 누군가가 1 년 후 그 부분으로 돌아 오면 트리에서 첫 번째 기능을 편집 할 것이고 나중에 트리에서 다시 계산하고 덮어 쓸 것입니다. 그래서 나무에 더 많은 기능을 추가하는 것은 몇 가지 문제를 해결하는 것입니다…그것은 매우 가까운 문제를 해결하지만 엔지니어링 프로세스에 더 많은 문제를 추가하는 것입니다.”
일부 캐드 사용자는 동기식 기술의 주장에 대해 예약 할 수 있지만,그것을 사용하는 사람들은 실질적으로 그 칭찬을 노래. 이것은 파라 메트릭 대 직접 모델링의 문제가 논쟁이며 동기 기술이 앞으로 나아갈 길이라는 것을 의미합니까? 그것은 당신이 묻는 사람에 달려 있습니다.
“모든 상황에 최적의 모델링 제품 접근 방식은 없습니다. 지나치게 일반화되고 하나의 도구 세트에서 너무 많은 사용 사례를 해결하려고 시도하는 도구는 사용하기 어렵고 지나치게 복잡한 경향이 있습니다.
일부 솔리드 에지 사용자는 복잡한 표면 모델링과 같은 특정 시나리오에서 동기식 기술을 사용하는 데 어려움이 있다고보고했으며,이는 스테이플이 인정하는 제한 사항입니다. “당신은 표면 기반 설계를 많이 필요로 매우 심미적으로 만족 부품을 수행하는 경우,동기는 현재 상태에서 그에 적합하지 않습니다,”그는 말했다.
동기식 기술이 지지자들이 주장하는 것처럼 유익하다면 왜 더 널리 퍼진 패러다임이 아닌지 궁금해 할 수도 있습니다. 스테이플 스는 그 이유는 지멘스 때문에 파라솔리드 커널의 소유권의 큰 부분에서,단지 훨씬 앞서 기술 곡선의 것입니다 생각합니다. 그러나 아마도 그가 멋지게 요약 한 간단한 이유가 있습니다: “엔지니어는 많은 변화를 좋아하는 사람이 아닙니다.”역사 기반 파라 메트릭 모델링은 여전히 캐드 세계에서 지배적 인 패러다임이며 단점에도 불구하고 잘 작동합니다.
“역사상 이 시점에서 솔리드웍스는 다른 사람들이 하는 일의 98%이상을 위해 일하고 있다”고 슈바르츠는 말했다.
그러나 시간이 지남에 따라 새로운 세대의 엔지니어가 캐드 모델링의 세계로 진입함에 따라 오래된 역사 기반 방법은 동기 기술과 같은 방식으로 발전 할 것이며 파라 메트릭 모델링과 직접 모델링의 구별은 더 이상 관련이 없을 수 있습니다.
“나는 시간이 지남에 선이 흐리게 얻을 것이다 생각하고,그것은 단지 도구 상자의 다른 측면 될 것”슈왈츠는 말했다.
한편,가장 눈에 띄는 캐드 프로그램 중 일부와 그들이 고수하는 디자인 패러다임에 대한 완전한 목록은 다음과 같습니다:
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파라메트릭 모델링* |
직접 모델링 |
동시 기술 |
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*이러한 모든 플랫폼에는 직접 모델링의 일부 측면도 포함됩니다.