拓撲搜索的案例
CADENAS智能搜索之 拓撲搜索 ！
Topologiesuche / 拓撲搜索
通過拓撲搜索可以在企業零部件模型庫中根據具體的技術細節和特征發起搜索，搜索結果也因此更加精確。通過拓撲搜索，您可以在整個數據庫中搜索與所需零部件特征和尺寸都匹配的組件。 您只需輸入一定特征屬性，例如像長度、寬度和直徑等，就能夠獲得與此相匹配的跨類搜索結果。
例如：河馬是繼大象和犀牛之后的第三大陸地哺乳動物。體重可達4.5噸, 日進食量超過40千克。設想若要為河馬做一把椅子，其尺寸必定極其特殊，找到合適的零部件將會是件非常頭疼的事，而運用拓撲搜索就會事半功倍了。
功能優勢
能按體積、表面、基本形狀、尺寸、孔、直徑、角度等不同特征屬性輕松過濾組件。
從CAD模型中直接提取特征屬性，無需手動進行分類。
不局限于一個分類特征，而且可以按照所有拓撲特征進行搜索。
采用拓撲搜索實例
圖文翻譯：
借助CADENAS的拓撲搜索方法，根據輸入的不同技術特征為您推薦最適合的零部件選項。
只需在一個選項框中輸入搜索零部件的不同特征屬性。
同時也支持按照特征組合來搜索。
展開 有了智能搜索，機械設計選型就像開了外掛
這簡直就是一場猜物游戲……
這時候有了戰略性零部件數據資源管理系統PARTsolutions所提供的各種直觀的搜索功能。即使沒有準確的名稱，照樣能輕松找到合適的組件。
這個搜索功能中最強大的是它還支持多種搜索方式相結合。例如結合幾何相似性搜索、草圖搜索、拓撲搜索或顏色搜索，進行零部件綜合查找，無需分類系統。 這樣能迅速高效地對標準件、外購件和自制件進行搜索，大大加快了設計進程。
實例演示
在PARTsolutions中，您可以使用草圖繪制器創建一個簡單2D零部件草圖，系統就會自動跳出一系列符合草圖結構的，帶有眾多選項的結果列表。
如果您還知道該組件的具體信息，例如長度大于60毫米或帶有某一直徑的多個孔， 那么您就可以借助CADENAS的拓撲搜索來擴展選項列表。
展開 怎樣在PDM系統中快速找到3D零部件模型 2
直觀的搜索方式的必要性：由于多地協同、語言障礙、部門間競爭、信息獲取困難、復雜而無序的商業流程、眾多系統并存、不完整的基礎數據、缺少分類體系等等一系列的原因，工程師和采購人員都認為搜尋到正確的零部件數據信息變得越來越困難和繁瑣。
CADENAS為工程師和采購人員在產品數據，特別是標準件、 外購件和自制零部件的模型數據檢索方面提供了全新的智能化解決方案。創新性的數據檢索解決方案是對傳統數據分類方式 的有效補充。該解決方案可復合運用多種數據檢索方式，令工程師和采購人員快捷而直觀的找到所需零部件。
4、毛坯搜索
通過應用PARTsolutions，使用者可以通過 成品零部件在現有的模型庫中查找到對應的 毛坯件模型。軟件模塊可以準確檢測出成品件的尺寸輪廓 是否小于毛坯，從而保證毛坯件可經機械加 工等變為所需的成品件。
5、拓撲搜索
在不遠的將來，工程師和采購人員都將習 慣于依據幾何輪廓來描述所需的零部件！通過拓撲搜索可以在企業零部件庫中根據 具體的技術特征進行搜索，搜索結果以此 將更加精確。
6、顏色搜索
工程師和采購人員可以依據顏色信息在零部件模型庫中進行數據檢索， 這是對眾多創新性搜索功能的有益補充和輔助。
7、全文搜索
CADENAS的全文搜索是針對標準件、 外購件和自制件模型庫最有效的搜索功能。PARTsolutions會檢測出輸入關鍵字可能帶有的拼寫和 書寫錯誤，并給出修改建議。全文搜索不局限于零部 件模型的定義內容，更囊括其數據族表中包含的全部 文本信息。
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通過快速搜索來提高組件的重用率，而不是重新創新。
2. 清除重復、過期的零部件數據，使用它們將嚴重影響設計進程。
3. 在線下載經制造商權威認證，來自智能CAD目錄的零部件產品。
4. 讓采購部門能輕松識別重復件，使用 ERP 價格信息整合采購。
5. 利用多種智能搜索功能進行零部件查找，例如: 幾何相似性搜索、拓撲搜索、草圖搜索、全文搜索等。
6. 將CAD，PLM和ERP系統的零部件信息合并到一個中央界面上進行展示，避免系統切換，所有信息一目了然。
企業減負―零部件智能管理系統
PARTsolutions眾多智能搜索功能
PARTsolutions提供了近20種搜索功能，如全文搜索、幾何相似性搜索、草圖搜索、拓撲搜索、顏色搜索、功能搜索、制造商目錄索引搜索和篩選搜索（選型助手）等等，強大的搜索功能和海量數據信息相融合，成為了工程設計人員出色的輔助設計工具。不僅提高了產品開發效率，同時避免了因重復建模而導致的企業數據混亂。
PARTsolutions可以幫助設計人員快速找到可借用的歷史數據，避免重復建模。而且，當零部件數據被調用時，相應的屬性字段會被自動寫入到ERP/PLM系統中，整個過程無需人工介入，避免人為錯誤。
舉例：什么是幾何相似性搜索Geoserach功能？
幾何相似性搜索是將當前零部件模型作為參照，在企業內外部數據資源中進行幾何特征、尺寸和外形的比對，并將搜索結果按相似度加以排序，方便設計人員快速找到所需的零部件模型，此項搜索功能已申請歐洲專利。
借助幾何相似性搜索功能，企業能對零部件進行高效智能化管理，完成企業零部件數據資源的壓縮與整合，縮減和優化產品庫存，幫助企業完美瘦身，縮短設計時間，有效降低產品開發成本。
展開 怎樣在PDM系統中快速找到3D零部件模型 1）
我們很容易在百度搜索條上搜索到我們想要的東西，可是對于工業零部件搜索，百度變得一無是處不再強大。而對于存儲海量模型零部件的PDM系統來說，準確找到我們想要的模型也變得有點力不從心，難道就沒有能搜索到模型的“”百度“”搜索嗎？就沒有讓我們的工作變得簡單起來，真正意義上的快捷起來，不再重復畫零件圖的方式嗎？
CADENAS(西班牙語，流程鏈)在軟件開發，零部件數據管理咨詢， 流程優化方面成功運行了27年，在全球19個國家和地區擁有近400名員工。CADENAS在產品創新中發揮著引領者的作用， 這些創新表現在：
CAD模型的拓撲搜索
后臺進行的CAD模型的相似性搜索
CAD模型通過草圖搜索
毛坯搜索域云導航
直觀的搜索方式的必要性：由于多地協同、語言障礙、部門間競爭、信息獲取困難、復雜而無序的商業流程、眾多系統并存、不完整的基礎數據、缺少分類體系等等一系列的原因，工程師和采購人員都認為搜尋到正確的零部件數據信息變得越來越困難和繁瑣。
CADENAS為工程師和采購人員在產品數據，特別是標準件、 外購件和自制零部件的模型數據檢索方面提供了全新的智能化解決方案。創新性的數據檢索解決方案是對傳統數據分類方式 的有效補充。該解決方案可復合運用多種數據檢索方式，令工程師和采購人員快捷而直觀的找到所需零部件。
1、草圖搜索(2D)---- 一副圖片勝過千言萬語!
工程師和采購人員往往知道自己需要的是什么，但有時卻難以準確的進行描述。為找到所需零部件，通過徒手勾勒的方式往往比文字描述更加簡便快捷，CADENAS解決方案提供了基于該觀點的2D草圖搜索功能。
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BOMAG對新的零部件管理系統有著非常高的具體要求:
該系統應該集零部件搜索和零部件管理于一身，可靠而高效。
有效解決“一物多號”問題，降低成本。
系統本身應該簡單易學，便于操作和使用，培訓期盡可能短，出錯率盡可能低。
軟件供應商應為系統的安裝及實施提供具體全面的技術支持。
PARTsolutions 集成到 BOMAG 的系統環境中
位于博帕德的BOMAG有限公司共有80個工作崗位配備了PARTsolutions。通過軟件管理系統集成到公司以前的軟件環境中，該系統會自動在工作站上安裝PARTsolutions。此外，它還確保整個系統始終配備最新版本。80個席位由5個浮動許可證作為補充,員工可以臨時使用戰略性零部件管理功能。
這些功能包括:
在現有零件庫存中使用幾何相似性搜索和拓撲搜索
直接在CAD設計軟件中使用幾何相似性搜索
在CAD開發環境中搜索和直接插入標準和目錄零部件
在和結構設計、工藝規劃以及采購流程相關的工作崗位，BOMAG都配備了PARTsolutions。該系統也成為了新進員工的電腦標配。2015年BOMAG的另一個生產基地也計劃配備PARTsolutions。另外，CADENAS尤其注重對軟件解決方案的優化與升級，新版本將會帶給用戶更多更好的體驗和功能。例如，2014年推出了備受歡迎的孔圖像搜索功能等。
PARTsolutions軟件解決方案的核心作用就是讓用戶能夠更快、更輕松地查找零部件，減少零部件種類和數量，以及通過對零部件CAD數據進行標準化管理，達到持續降低成本的目的。
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得益于PARTsolutions的目錄結構，所有組件信息都清晰可見，用戶可以使用廣泛的智能搜索功能快速輕松地找到所需的零部件。
眾多搜索功能包括：全文搜索、3D 幾何相似性搜索、拓撲搜索、毛坯搜索、近義搜索、關鍵字搜索、使用 ERP 編號進行搜索以及2D 草圖搜索等。
在2009年引入PARTsolutions系統的同時，AIM也對新的CAD組件的創建和發布建立了統一的結構。 如今，通過一個中央管理系統，只有在PARTsolutions中獲得批準的新組件才可發布用于工程，從而有效避免了重復件的創建，同時提高了重用率。
PARTsolutions的清晰可見的目錄結構
PARTsolutions對供應商的整合
通過與proAlpha? Production ERP系統的接口，工程師還可以看到所有重要的產品信息，如價格、庫存以及倉儲所在地等。此外，采購可以標記工程師應優先使用的組件，這助于企業對供應商進行整合和優選，從而以更優惠的條件獲得更大的訂單數量。組件的可用性將以交通燈的形式表示。
PARTsolutions的交通燈包括以下幾個選項
大型的CAD模型數據庫PARTsolutions讓工程師的工作更輕松
PARTsolutions帶有來自眾多知名組件制造商的 100 多個產品目錄，包含大量獲認證的標準件和供應商件的CAD模型數據庫讓AIM工程師可以將組件的不同變體輕松集成到設計中，并快速找到最適合的CAD模型產品。這些高質量的 3D CAD 模型能最大限度地減少建模時出錯。同時，讓工程師能夠真正將時間和精力投入到設計工作中并大幅簡化設計流程。
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借助拓撲搜索找到零件加工的共同部分, 以此盡可能縮短加工工具的拆裝時間
應用實例 3 – 借助幾何搜索提供報價
按照客戶定制通常在報價中需要花費大量時間. 但往往客戶希望能夠盡快獲得詢價反饋. 借助幾何相似性可以首先找到類似產品,在進行部分修改后您就可以在短時間內向客戶提供所需的報價了.
優選零部件的關鍵是獲得零部件的完整信息. 73%的被調查者承認, 他們不得不訪問多個系統才能獲取這些信息.
來源: CADENAS 2015 年在工業領域針對零部件數據管理和產品開發流程進行的問卷調查
無PARTsolutions支持來獲取零部件信息
沒有CADENAS的戰略性零部件數據管理系統支持, 工程師和采購人員只好在各系統間來回切換. 這既浪費大量時間, 又無法將精力集中到項目工作中.
通過PARTsolutions獲取零部件完整信息
CADENAS的PARTsolutions擁有針對不同PLM和ERP系統的各種集成接口.無需系統切換就可以在一個界面直觀了解零部件的相關商業數據和技術參數:
展開 零部件標準分類一直是件頭疼的事
您的工程師可以根據幾何結構、拓撲搜索或使用其他參數全文搜索引擎來搜索零部件。PARTsolutions能對幾何結構相似的組件進行識別，這樣大大加快了對現有庫存零部件和新建零部件的分類。
二、我們應該使用哪種分類結構/標準進行分類?
找到有意義的，適合的分類命名和結構并不容易。首先，我們需要明確的是 ：創建一個自定義分類結構是錯誤的。工程師很難將新零部件輸入自定義結構。零部件經常會被輸入錯誤。自定義結構無法和公司的產品成長同步，從長遠來看不可持續，且成本相當之高。
使用一種標準化的分類結構有許多優點：
1.分類標準結構可以幫助維護干凈的分類數據。
2.部門和業務伙伴之間可以輕松交換數據。您可以根據標準為供應商、制造商和供應商提供資源。這些資源將使他們無需您的幫助即可理解您的數據。
3.保持零部件數據干凈可提高數字主線的強度。這種信息流對于實現數字化孿生和工業物聯網是非常重要的。
通常我們按照兩大標準分類系統：
A、使用eCl@ss作為分類標準。 ---eCl@ss 是一種歐洲分類標準，并在其他國家/地區被廣泛采用，甚至在美國也不例外。該分類標準易于理解和實施。它還將被用于其他領域的新興產業和產品。eCl@ss 包含數以萬計的產品類別和獨特屬性。這樣一來，即使在不同行業、不同國家和不同語言環境下，您也可以對公司內部和公司間的采購、存儲、生產和分銷活動實行標準化管理。另外，配合PARTsolutions可以讓eCl @ ss分類系統更高效。因為PARTsolutions會為零部件添加幾何描述，這在重新創建CAD零件時將增加少量的額外工作，但是，需要在設計中裝配或更換組件時，將為工程師節省大量時間。
B、使用UNSPSC分類標準 ---UNSPSC是一個高效、準確和靈活的分類系統。
展開 SpaceClaim|06SpaceClaim到Workbench
也可以使用標尺作為參照對象的標注
在“群組”選項卡中，單擊“創建參數”，完成參數組的創建
將參數體保留在單獨的組件中，以避免在參數更新后與其他實體合并
命名
命名選擇定義為為網格方法創建基本對象，或在Workbench中應用邊界條件
對邊、面和體的命名選擇被轉移到Workbench上
命名的步驟如下：
激活選擇模式
選擇所需的圖元（邊、面或實體）
在“群組”選項卡中，單擊“創建NS”
默認名稱（組#），可以通過右鍵單擊它來重命名
共享拓撲
將識別并共享模型中的主體之間的拓撲結構
搜索 Visible（可見） 主體以共享待選拓撲，搜索 Visible（可見） 主體以共享待選拓撲
隱藏的主體將被忽略，待選拓撲通過相互壓印主體的方式來識別
展開 
基于Inspire的某前移式叉車連接盤優化設計
圖 1 連接盤有限元模型
1.3.連接盤拓撲優化模型建立
連接盤拓撲優化主要的主要目的是找到最優的可行材料分布方案，故在不影響整車其他零部件裝配的前提下，把原始設計的連接盤上的孔、洞和凹槽全部填充材料，作為設計空間，得到拓撲優化有限元模型。并根據連接盤的鑄造工藝和鑄造形狀所需的左右對稱要求，設置連接盤拔模方向為上下拔模，左右對稱約束。其中顏色較深的 A 區域為連接盤拓撲優化搜索區域，即允許材料分布變化，設為設計空間。顏色較淺的 B 區域用于與其他零部件進行連接與安裝的位置，此處材料不做優化，設為非設計區域，具體如圖 2 所示。
圖 2 連接盤拓撲優化模型
1.4 拓撲優化結果 設置好的優化模型，在 Inspire 軟件中調用 OptiStruct 求解器分析優化，后經多次迭代后， 即可得到最終的拓撲優化結果，從優化結果中可以看出最優的材料分布方案，此方案只為概念設計時為設計工程師提供大致的材料分布方案，不為最終的優化方案。在材料減少 40% 條件下的材料分布方案見圖 3 所示。
圖 3 拓撲優化后模型
1.5三維模型建立
設計人員根據拓撲優化后得出的材料分布方案，對連接盤進行重新設計，結合鑄造過程中所需考慮的拔模方向和拔模角度等鑄造工藝要求，同時考慮連接盤在與驅動電機、驅動輪和車架安裝情況，既要保證合適的安裝尺寸，又要保證足夠的強度需求。
展開 搜索引擎3Dfindit.com讓艱難的工程數據搜索變得簡單
來看看搜索引擎3dfindit.com如何操作
網頁加載出了一個6個面的立方體。它擁有“正面”、“側面”和“頂部”等字樣。Thomas看著這個陌生的東西，開始在立方體上畫出粗略的草圖。當他在立方體上畫上一個像拐杖的粗線條后，點擊“搜索”，果然出現了他想要的零部件結果。只要涂鴉一下，軟件就找到了他想到的零部件。所以，3Dfindit.com是一個不錯的搜索引擎。
Thomas激動不已，只借助零件外觀，就足以讓他找到所需的零部件。他想再試一次，他決定這次使用網格搜索來查找一個單件。有15種不同的3D形狀可供選擇，他可以從中選擇所需的形狀。他選擇了方形管狀輪廓。基于可用的尺寸，他根據自己的意愿調整3D模型，通過幾何相似性搜索與拓撲特征的組合搜索，瞬間，他就找到了需要的單件。
毫不費力就能搞定工程設計
“這真的很像‘Pictures’游戲！“感覺3Dfindit.com是一個非常有天賦的玩家，他可以解決任何謎題。此刻，他真的很享受自己曾經覺得無聊的搜索零部件任務。
現在只剩下最后一件事了，看看3Dfindit.com是否真的是一站式平臺。只需點擊一下，它就可以下載所需零件的CAD模型。只需打開數據包，將其輸入CAD系統即可完成。通過短短的幾個步驟，Thomas成功地在他的軟件中直接調用了一個以前他連名字都不知道的零件。
無負擔完成搜索，減少工作時間和成本
在3Dfindit.com的幫助下，他最終可以捕獲所有必要的技術和商業數據，并將其傳輸到他的CAD系統。多虧了可視化搜索引擎，他還發現一些零部件可以或有時應該被其他更適合的零部件所替換。
展開 ANSYS ICEM CFD——世界頂級仿真前后處理環境
功能全面、完善，操作靈活
■ 幾何接口
● 完善的幾何模型導入
- 直接接口：Catia、UG、Pro/E、SolidWorks、I-deas、Solid Edge、Rhino3D等
- 標準文件：ParaSolid、STEP、IGES、ACIS、DWG等
- 塊面表達（facet data）：STL、Ansys、Nastran surface mesh等
- 格式化的點數據
隱式/顯式結構分析所需的各種六面體網格模型、板殼網格模型
■ 幾何功能
● 創建基本的幾何元：點，線，面，體素
● 投影方法創建點和曲線
● 幾何變換：平移、旋轉、鏡面與縮放
● 布爾運算：相交、相加、切分、裁剪等
● 自動搜索幾何拓撲關系，檢查幾何缺陷
● 方便幾何修復：拓撲重建、填充孔、清除孔、閉合縫隙、縫合裝配邊界、延伸面、劈分折疊面、面法向調整等等
● 抽取中面：快速抽取，自動記憶厚度信息
● 幾何特征的檢測與修改
負責幾何模型的抽取中面，自動記憶厚度信息
■ 網格劃分
● 學科及單元類型
- 幾乎所有學科：結構、流體、電磁
- 任何單元類型：實體、殼、梁
● 網格工具
- 網格預覽：網格密度控制、網格尺寸預覽、預報節點、單元個數
- 網格連接：剛性連接、定義焊接、讀入焊接文件自動定義
- 拖拉網格工具：任意方向旋轉，拖拉網格
- 忽略細節特征設置：自動跨越幾何缺陷及多余的細小特征, 生成滿意網格
- 一勞永逸的Replay技術：對幾何尺寸改變后的幾何模型自動重劃分網格
- 網格粗化與細化：一鍵式的操作實現網格的粗化與細化并不丟失幾何特征
● 網格形式
- 根據不同的學科、不同的模型以及不同的分析要求，采用不同的網格形式，靈活地選擇不同的網格劃分方法
- 面網格：多種面網格劃分技術，如Paving Meshing ；Octree Meshing ；Mapped meshing ；Batch
展開 ANSYS薄壁結構模型處理技術 附王新敏ANSYS工程結構數值分析講義下載
2幾何修改、編輯
自動搜索幾何拓撲關系，檢查幾何缺陷。方便地完成幾何修復，包括：拓撲重建、填充孔、清除孔、閉合縫隙、縫合裝配邊界、延伸面、劈分折疊面和面法向調整。下面舉例說明部分功能的應用方法。
實際的零件會有很多小孔、小倒角等細節特征，而且薄實體抽完中面后也存在邊沿線縫隙、層疊面等，可以通過設置容差進行幾何拓撲運算，把小的細節特征忽略掉。
對于復雜薄實體，可以通過特征探測功能，探測小的按鈕、突臺和倒角的位置，然后可以從模型中刪除這些小特征。
對于小孔，通過設置孔的直徑最大值和最小值，可以自動把在設置范圍內的小孔補上。對于重迭面、近似面和小角面等也可以通過設置容差范圍來清除。
3裝配連接
薄壁結構經常使用焊點、焊縫和鉚接等連接方式。對于這幾種連接方式，在ANSYS中模擬時，需根據計算規模和計算目標采用不同的方式。
（1）對于整體分析，如整架飛機的整體受力分析，由于計算規模非常大，不考慮局部的連接方式，采用共節點自由度協調進行連接；
（2）對于分段分析，如前機身的分析，如果焊點或鉚接之間的間距較大，就需要考慮連接方式對結構受力的影響，需要采用焊縫模擬；
（3）局部零件分析，此時需要把焊接和鉚接的連接方式，在模型中完整的體現出來。
對于分段分析和局部零件分析，ANSYS提供了多種方法建立焊點、焊縫和鉚接。
（1）焊點：通過連接兩個點直接創建焊點，而且焊點可以獨立于網格；
（2）焊縫：通過選擇焊縫的邊線，直接設置焊縫上焊點的間距或焊點數生成焊縫。
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