2010-07-15(Thu)

[當機墊檔]機構3D CAD Software講古(2): Catia篇


本講古的第二篇要介紹的是皮卡丘公司也有購買的長命軟體Catia

 

(2) CATIA

CATIA這套軟體的名稱, 其實是從Computer graphics Aided Three dimensional Interactive Application縮寫來的,但最早的名稱不是CATIA而是叫CATIConception Assistée Tridimensionnelle Interactive — 是法文的互動式3D輔助設計軟體之意)。與「破衣」(Pro/E)一樣是機構設計用的3D CAD軟體。其核心也與Pro/E一樣,都是用C++所寫成的。

 

簡介

 

這套軟體是大名鼎鼎的法國達梭公司(Dassault。沒錯,就是你我所熟知的那家做幻象戰鬥機的公司。其實據Tony的考證,達梭公司在二戰之前也開發了一些優秀的戰鬥機,不過德國的閃電戰來的太快太狠,所以這些戰機沒有什麼發揮,法國就投降了)所發行的。主要是在1970年代末期開始開發,當然幻象戰鬥機也是用CATIA設計出來的。CATIA1981年正式更改成現在的名稱並成為達梭的子品牌公司後就是該公司的代表商品之一,發行已經超過1/4世紀,在競爭激烈的高階3D CAD軟體中算是無與倫比的長壽產品。

 

CATIA在開發當時就是設定為設計航空機(戰鬥機、商用客機)的轉用軟體,現在除了航太產業外,也有很多民生工業使用這套軟體,特別是常被用在世界各地的汽車產業與造船業中。但是由於其授權費用非常昂貴,在設計開發比較簡單的行業中客戶就很少。

 

其重要的里程碑如下:

1984年 波音採用CATIA作為其主要3D設計工具,並成為CATIA的最大客戶。

1988年          發表CATIA V3 並開始以UNIX系統為執行環境的作業系統。

1990   General Dynamics Electric Boat Corp 選擇CATIA作為主要的3D設計工具 ,並用來設計美國海軍的維吉尼亞級潛艇。

1992年 IBM採購了CADAM(雙方還簽署了非獨家授權的協定,因此偶而可以看到IBM CATIA的名號出現)

1993 發行CATIA CADAM V4

1996   可在四種Unix作業系統上執行 ,包含IBM AIXSilicon Graphics IRIXSun Microsystems SunOS HP-UX

1998   經過大幅改寫後發表CATIA V5 ,可支援 UNIXWindows NT等作業系統,2001年也出了 Windows XP版本。

2008年        發表CATIA V6,不再支援MS Windows以外的作業系統 。

目前最新的版本是V6 R2009

 

功能

此軟體最大的特徵就是可以相容曲面模型(Surface Modeling)或是實體模型(Solid Modeling)V1V4版本為止,除了一部分的實體/曲面選項外,基本上是以顯性元素(Explicit Element,沒有類似模型樹的經歷編輯資料的元素)來構成其模型,但到了V5版本開始,其幾乎所有的元素,都可以將設計經歷、理論構造做參數化的結合,而變成有動態連結資料的系統。

 

另外一個特徵是其作為CNext技術基礎之一的模型樹經歷構造。在建立立體形狀時,為了能表現出非常接近人類容易理解的方式,特別選擇了需要非常複雜處理的方法論,因此其表現力與功能可以說非常之強大。

 

第三個特徵是故意不用主流的NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲線構造,而使用法國傳統的Bezier曲線構造(Bezier Curve是法國汽車大廠雷諾的員工Bezier的提案),這種曲線可以排除作有理化的沉重數學運算負擔,是一種很獨特的格式。然而,就是因為很獨特,所以目前沒有很好的轉換程式(還在開發中),所以轉換成給其他軟體用的檔案格式時,非常容易出現破面的情形。不過,在V4以後的版本開始支援NURBS,因此這樣的問題有相當的改善。到了V5後,完全用NURBS改寫後,幾乎就解決了這樣的問題。

 

為了能夠處理像汽車那樣大規模組件,此軟體也常常和PLM工具結合在一起使用。

 

另外一方面從V5版本開始可以轉換出給CAM用的NC資料,或者也可以將三次元量床量測出來的資料點轉換成雲形線(Spline)/自由曲面。另外,有不少的加工現場是把V4版本當作產生曲面軟體來使用,因此在V5版中也具有V4格式轉成V5格式的轉換程式。(不過,資料轉換後,原本在V4的模型樹資料會被全部清掉)。

 

 

在日本是從2000年開始,慢慢的變成是以V5版本為主流(因為當時可以同時購入V4V5版)。而 V5版的普及與購買數的增加則是與Toyota開始採用的時間點相同。

 

另外,V4只能使用在UNIX系列(AIX,HP-UX)的作業系統上。

 

 

目前可安裝於以下的作業系統上:

Microsoft Windows2000/Windows XP (VISTA不明)

IBM AIX

HP HP-UX

SGI IRIX

Sun Solaris

 

主要客戶

HONDA (V4V5)

TOYOTA (V5)

三菱(Mitsubishi)自動車工業(V4V5)

YAMAHA (V5)

日産(NISSAN) (V5)

BENZ (V4,V5)

FORD (V5)

Audi (V5)

PSA (V5)

富士重工業(V4)

川崎重工業(V4)

波音 (V4,V5)

諾斯洛普-格魯曼 (V5) (Northrop Grumman,這家是軍用機的大廠商,如果有對軍事武器有研究的人應該不陌生才對)

達梭 (V5) (本家是一定會用的)

空中巴士 (V5)

新明和工業(V4,V5)

神戸製鋼所建機部門(V5)

東急車輛製造(V5)

Universal造船(V5)

川崎造船(V5)

Nikon (V5)

SONY (V6) 

皮卡丘(V6)

狐狸集團(V6)

 

相關的PLM軟體

ENOVIA

SMARTEAM

DELMIA

SIMULIA (這個就是大名鼎鼎的ABAQUS, 2005年被達梭併購)

Matrix One

iSight

Dymola

3Dvia Composer

3Dvia Virtools

SOLIDWORKS (是的, Solidworks就如同CoCreatePTC買走一樣, 也被達梭吃下. 正確來說, 可能是Solidworks先被達梭買下, PTC為了對抗才把CoCreate併購掉的)

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