基于多用户云参数特征的3D CAD系统技术方案

公开了一种基于参数特征的3D CAD系统，其允许多个用户同时编辑由3D零件和那些零件的组件组成的基于参数特征的3D CAD模型(3D模型)。均使用他们自己的计算机、电话或平板电脑的几个CAD用户可以同时编辑相同的3D模型。编辑可能是独立的和同时的‑用户不需要担心锁定、签出或以其他方式限制彼此对3D模型的访问。结果，用户看到彼此的更改实时发生，并且也可以通过可见的“协作提示”来识别其他用户正在主动修改哪些方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于多用户云参数特征的3DCAD系统相关申请的交叉参考该专利技术专利申请要求以下申请的优先权：于2016年2月24日提交的、名称为“Multi-UserCloudParametricFeature-Based3DCADSystem”、序列号为15/052,418的美国专利申请，专利技术人为JonK.Hirschtick，MichaelR.Lauer，ScottS.Harris，PaulR.Chastell，llyaBaran，LanaSaksonov，RaviNallapareddy，NicholasJ.Eyre，KarlEvanNowak，JohnRousseau，RammohanVangapalli，AndrewJohnMorris，StevenC.Hess，PhilipGarethThomas，DanielVlasic，LouisV.Gallo，III，ParapuraRajkumar和MalayKumar；以及于2015年2月25日提交的、名称为“Multi-UserCloudParametricFeature-Based3DCADSystem”、序列号为62/120,672的美国临时专利申请，专利技术人为JonKHirschtick，MichaelR.Lauer，ScottS.Harris，PaulR.Chastell，llyaBaran，LanaSaksonov，RaviNallapareddy，NicholasJ.Eyre，KarlEvanNowak，JohnRousseau，RammohanVangapalli，AndrewJohnMorris，StevenC.Hess，PhilipGarethThomas，DanielVlasic，LouisV.Gallo，III，ParapuraRajkumar和MalayKumar。版权声明该专利文献的公开的一部分包含受版权保护的材料。当其出现在专利商标局专利文件或记录中时，版权所有者不反对任何专利文献或专利公开的传真再现，但在别的方面保留所有版权。版权所有2016Onshape有限公司。
本公开涉及计算机辅助设计(CAD)，并且更具体地涉及多用户三维在线CAD系统。
技术介绍
计算机辅助设计(CAD)是使用户能够设计诸如机器和其他商业产品的真实世界对象的一种类型的软件。典型的CAD用户是来自企业的设计师或工程师或个人，他们希望精确而高效地创建代表物理对象的产品设计。CAD背后有悠久的发展历史，原因是设计软件允许超出在纸上工作的绘图员的范围和能力的特征和功能。CAD软件可以在二维(2DCAD)或三维(3DCAD)中进行设计。自1988年以来，随着Pro/ENGINEER的推出，参数实体建模已成为设计工具的主流技术。所有参数实体建模系统的基本功能是允许用户改变正在生成的特征的尺寸(以及其他参数，如方向和定义)，允许改变模型。CAD系统中的参数模型由数据结构表示，其最基本的形式是为了创建模型而被执行的特征的线性集(如草图、挤压、圆角)。这些特征限定零件的最终形状。在诸如PTC的Creo、DassaultSystems的Solidworks和Autodesk的Inventor这样的产品中，这通常被称为“参数历史”或“特征列表”。通过将特征直接应用于3DCAD零件，使用用户界面创建参数历史。现有的基于参数特征的3DCAD系统通常设计用于单个用户一次使用。如果用户与其他用户一起在团队中工作，则必须在每个用户的计算机上安装CAD系统的副本，或者用户需要使用独立于主CAD模型工作的独立协作服务器。CAD数据必须拷贝到每个用户的计算机，或拷贝到协作服务器和从协作服务器拷贝。用户必须时刻警惕以确保他们不会覆写彼此的更改，并且确保他们正在查看CAD模型的当前最新版本。CAD软件和独立的协作服务器需要执行复杂的任务以在协作服务器和主CAD模型之间来回传递更改。现有的基于参数特征的3DCAD系统通常围绕许多文件的使用进行设计。每个CAD零件、组件和绘图典型地存储在计算机文件系统中的单独的数据文件中。如果用户在设计中与其他用户一起在团队中工作，则将所有相关文件(CAD和其他)的副本拷贝到每个用户的计算机。如果引入了新的文件，例如用于新的零件，则该文件必须被拷贝到需要它的所有CAD用户。如果设计需要进行版本化以保存特定状态，则所有许多文件都需要版本化。通常需要外部系统(如产品数据管理(PDM)服务器)来执行版本控制并且将包括产品设计的许多单独的文件关联在一起。即使使用像PDM服务器这样的外部解决方案，协作和同步工作也是具有挑战性的。设计师团队可能希望在设计模型时以这样的方式协作：使得每个设计师在模型的一部分上工作而不干扰他或她的队友。当一个或所有设计师完成他们的特定任务时，他们的每个工作产品必须以某种方式并入成品模型中。现有的CAD系统通常不提供任何实际的机制来做到这一点。模型必须预先细分(例如，作为组件中的不同零件)，这并不总是可行的或可能的，或者每个设计师的工作必须在最终设计中手动和费力地重新创建。类似地，替代设计的若干不同方面的每一个，设计师或设计师团队可能希望尝试许多不同的设计。设计师可能希望混合和匹配模型的不同部分的替代品，并且如上所述将需要将所选择的替代品合并成最终模型。在通常缺乏这样的启用工具的现有的CAD系统下，这是一项具有挑战性的工作。有时可以进行几何的简单合并，例如使用“布尔(boolean)”操作，但是仅仅组合几何而不是参数历史或特征列表。在软件开发(与CAD模型开发相反)中，视觉比较和合并工具(如AraxisMerge和Perforce的p4merge)是标准的。这些工具允许软件开发者以逐行(代码行)为基础并排地比较两个版本的相同软件源代码的文本表示。差异以颜色编码的方式突出显示(新行、删除行、修改行均是不同的颜色)。由于代码行的格式非常熟悉，因此软件开发者可以立即了解发生了什么变化，并且可以逐步选择将更改从一个版本转移到另一个版本。无论开发者正在看他或她写的代码还是其他人写的代码，都是如此。该方法对于单独工作的软件开发者和对于在团队中工作的软件开发者都是有用的。在代码审查中使用这样的工具也是标准做法。一些集成开发环境(IDE)分析程序结构并显示其图形版本。它们可以通过图形版本来允许基本的编辑操作。某些CAD系统(如SolidWorks)允许将程序嵌入到功能历史记录中。整个程序表示为单个特征，并且程序的结构不受用户界面的限制。OpenSCAD是基于编程语言的CAD系统，但是它不支持经由非基于文本的UI查看或编辑模型。因此，当提到视觉上比较或合并开发成果时，CAD开发工具缺乏软件开发工具的功能和能力。CAD系统包括复杂的解算器以根据由用户配置的参数和特征来计算模型。大多数CAD系统包括作为软件的一部分的草绘器，其可以允许用户在二维或三维中创建和操作曲线和几何结构。这样的草绘器包括复杂的关系，所述关系在计算上是不重要的并且典型地使用可商购的部件或其他复杂库进行评价。在驻留在用户计算机上的现有CAD应用程序中，可以执行这些计算并且近实时返回结果。然而，这在草绘时需要本地机器上的足够的处理能力和本地机器上的几何数据来计算几何结构。因此，当移动到客户端-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行三维(3D)多用户分布式参数计算机辅助设计(CAD)的系统，所述系统包括：一个或多个服务器；在网络上连接到所述一个或多个服务器的一个或多个客户端设备；在一个或多个服务器上执行的服务器软件，所述服务器软件包括代码以执行包括3D图形数据的形状分析和优化的CAD几何构造计算，管理CAD编辑工作流，管理用户帐户和安全访问，管理文档和存储，以及与所述一个或多个客户端设备通信；在所述一个或多个客户端设备上执行的客户端软件，所述客户端软件包括代码以渲染用于显示3D CAD图形以便设计和项目管理的用户界面，与用户输入和输出控件交互以操控3D CAD设计，以及与所述一个或多个服务器通信；其中所述3D CAD设计包括一个或多个零件以及由所述一个或多个零件和子组件的连接和配置组成的一个或多个组件，并且所述客户端软件还包括代码以使用户能够通过有序特征列表操控3D CAD设计的零件和组件；其中所述客户端软件还包括代码，所述代码利用使用级联样式表的超级文本标记语言和使用网页图形库的JavaScript编码的组合，所述组合用于在安装的网页浏览器内执行而不需要任何附加安装或浏览器插件要求；其中所述一个或多个服务器包括：具有服务器软件的一个或多个3D几何计算服务器(3DGCS)，所述服务器软件包括代码以解算3D约束并且执行修改几何形状表示的几何计算；具有服务器软件的一个或多个数据持久服务器(DPS)，其存储与3D CAD设计关联的用户帐户信息和数据；具有服务器软件的一个或多个CAD编辑工作流服务器(CEWS)，其包括代码以从所述一个或多个客户端设备接收用户帐户、项目交互和几何修改消息，从所述一个或多个数据持久服务器读取和写入CAD数据，以及协调所述一个或多个客户端设备与所述一个或多个3DGCS之间的消息交换；具有服务器软件的一个或多个二维绘图编辑工作流服务器(2DDEWS)，其包括代码以创建和操控二维(2D)绘图；具有服务器软件的一个或多个数据高速缓存持久服务器(DCPS)，其包括代码以存储和检索经常访问的CAD模型信息；具有服务器软件的一个或多个文档管理网页服务器(DMWS)，其包括代码以与所述一个或多个客户端设备通信，并且提供关于由所述一个或多个客户端设备的用户可访问的CAD设计的信息；以及具有服务器软件的一个或多个分布式配置控制器服务器(DCCS)，其包括代码以基于任何当前开放的3D CAD设计、CEWS服务器负荷、CEWS性能或地理位置，与其他服务器通信并管理其他服务器和所述一个或多个客户端设备和适当的特定CEWS之间的直接通信；其中所述客户端软件还包括代码以在每个特征列表中显示可移动回滚条，并且所述服务器软件还包括代码以重新生成3D CAD设计以供所述客户端软件显示，所述重新生成包含所述特征列表内的所述回滚条的位置之前的所有参数特征，但不包含所述回滚条的位置之后的参数特征；其中包括代码以管理文档和存储的所述服务器软件还包括代码以将分组在一起的多个文件存储为单个数据结构，所述多个文件包括包含3D CAD设计的项目的组件、零件和非CAD数据的数据表示；其中所述客户端软件还包括代码以将所述项目的所述多个文件显示为所述用户界面内的标签文档窗格；其中所述服务器软件还包括代码以在通过多个客户端设备同时可访问的多个用户之间共享3D CAD设计；其中所述服务器软件还包括代码以通知当前访问3D CAD设计的每个客户端设备哪些用户正在编辑设计，并且所述客户端软件还包括代码以显示哪些用户正在访问项目、每个用户正在查看哪个特定标签和每个用户正在主动查看或编辑的任何特征列表项的图形指示；其中所述服务器软件还包括代码，其在从客户端设备接收到对3D CAD设计的任何几何更改时重新生成3D CAD模型，并且将基于重新生成的3D CAD设计而更新的图形数据发送到所述客户端设备和客户端软件当前访问相同的3D CAD设计的任何其他客户端设备；其中所述服务器软件还包括代码以在接收到对3D CAD设计的任何几何更改时计算与当前访问相同的3D CAD设计的每个客户端设备上正显示的当前视图相关的更改，并且将相关更改发送到每个客户端设备；其中所述服务器软件还包括代码以包含在用于设计3D CAD设计的项目中使用的对一个或多个零件或子组件的参考，其中所述参考源自一个或多个独立项目；其中所述服务器软件还包括代码以创建和存储源自所述一个或多个独立项目的每个参考的副本，将每个副本与项目一起存储，并且存储所述副本的几何构造和起始参考之间的参考；其中所述服务器软件还包括代码以在所述起始参考的几何构造改变时检查所有参考，并且在所述起始参考被改变之后向正在访问3D CAD设计的任何客户端设备提供通知，并且所述客户端软件还包括代码以在接收到这样的通知之后向用户显示警报消息；其中所述客户端软件还包括代码以显...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 US 62/120,672;2016.02.24 US 15/052,4181.一种用于执行三维(3D)多用户分布式参数计算机辅助设计(CAD)的系统，所述系统包括：一个或多个服务器；在网络上连接到所述一个或多个服务器的一个或多个客户端设备；在一个或多个服务器上执行的服务器软件，所述服务器软件包括代码以执行包括3D图形数据的形状分析和优化的CAD几何构造计算，管理CAD编辑工作流，管理用户帐户和安全访问，管理文档和存储，以及与所述一个或多个客户端设备通信；在所述一个或多个客户端设备上执行的客户端软件，所述客户端软件包括代码以渲染用于显示3DCAD图形以便设计和项目管理的用户界面，与用户输入和输出控件交互以操控3DCAD设计，以及与所述一个或多个服务器通信；其中所述3DCAD设计包括一个或多个零件以及由所述一个或多个零件和子组件的连接和配置组成的一个或多个组件，并且所述客户端软件还包括代码以使用户能够通过有序特征列表操控3DCAD设计的零件和组件；其中所述客户端软件还包括代码，所述代码利用使用级联样式表的超级文本标记语言和使用网页图形库的JavaScript编码的组合，所述组合用于在安装的网页浏览器内执行而不需要任何附加安装或浏览器插件要求；其中所述一个或多个服务器包括：具有服务器软件的一个或多个3D几何计算服务器(3DGCS)，所述服务器软件包括代码以解算3D约束并且执行修改几何形状表示的几何计算；具有服务器软件的一个或多个数据持久服务器(DPS)，其存储与3DCAD设计关联的用户帐户信息和数据；具有服务器软件的一个或多个CAD编辑工作流服务器(CEWS)，其包括代码以从所述一个或多个客户端设备接收用户帐户、项目交互和几何修改消息，从所述一个或多个数据持久服务器读取和写入CAD数据，以及协调所述一个或多个客户端设备与所述一个或多个3DGCS之间的消息交换；具有服务器软件的一个或多个二维绘图编辑工作流服务器(2DDEWS)，其包括代码以创建和操控二维(2D)绘图；具有服务器软件的一个或多个数据高速缓存持久服务器(DCPS)，其包括代码以存储和检索经常访问的CAD模型信息；具有服务器软件的一个或多个文档管理网页服务器(DMWS)，其包括代码以与所述一个或多个客户端设备通信，并且提供关于由所述一个或多个客户端设备的用户可访问的CAD设计的信息；以及具有服务器软件的一个或多个分布式配置控制器服务器(DCCS)，其包括代码以基于任何当前开放的3DCAD设计、CEWS服务器负荷、CEWS性能或地理位置，与其他服务器通信并管理其他服务器和所述一个或多个客户端设备和适当的特定CEWS之间的直接通信；其中所述客户端软件还包括代码以在每个特征列表中显示可移动回滚条，并且所述服务器软件还包括代码以重新生成3DCAD设计以供所述客户端软件显示，所述重新生成包含所述特征列表内的所述回滚条的位置之前的所有参数特征，但不包含所述回滚条的位置之后的参数特征；其中包括代码以管理文档和存储的所述服务器软件还包括代码以将分组在一起的多个文件存储为单个数据结构，所述多个文件包括包含3DCAD设计的项目的组件、零件和非CAD数据的数据表示；其中所述客户端软件还包括代码以将所述项目的所述多个文件显示为所述用户界面内的标签文档窗格；其中所述服务器软件还包括代码以在通过多个客户端设备同时可访问的多个用户之间共享3DCAD设计；其中所述服务器软件还包括代码以通知当前访问3DCAD设计的每个客户端设备哪些用户正在编辑设计，并且所述客户端软件还包括代码以显示哪些用户正在访问项目、每个用户正在查看哪个特定标签和每个用户正在主动查看或编辑的任何特征列表项的图形指示；其中所述服务器软件还包括代码，其在从客户端设备接收到对3DCAD设计的任何几何更改时重新生成3DCAD模型，并且将基于重新生成的3DCAD设计而更新的图形数据发送到所述客户端设备和客户端软件当前访问相同的3DCAD设计的任何其他客户端设备；其中所述服务器软件还包括代码以在接收到对3DCAD设计的任何几何更改时计算与当前访问相同的3DCAD设计的每个客户端设备上正显示的当前视图相关的更改，并且将相关更改发送到每个客户端设备；其中所述服务器软件还包括代码以包含在用于设计3DCAD设计的项目中使用的对一个或多个零件或子组件的参考，其中所述参考源自一个或多个独立项目；其中所述服务器软件还包括代码以创建和存储源自所述一个或多个独立项目的每个参考的副本，将每个副本与项目一起存储，并且存储所述副本的几何构造和起始参考之间的参考；其中所述服务器软件还包括代码以在所述起始参考的几何构造改变时检查所有参考，并且在所述起始参考被改变之后向正在访问3DCAD设计的任何客户端设备提供通知，并且所述客户端软件还包括代码以在接收到这样的通知之后向用户显示警报消息；其中所述客户端软件还包括代码以显示选项并从选择要与所述起始参考同步的用户选择接收输入，编辑可应用于更改的参考的几何构造，或丢弃更改并使用所述副本代替更改的起始参考的几何构造；其中所述客户端软件还包括代码以显示附加选项并从选择要与所述起始参考同步的用户选择接收输入，同步选定参考，或当多个起始参考已更改时丢弃所有参考；其中所述服务器软件还包括代码以在用户选择同步之后使用更改的起始参考的几何构造来重新生成3DCAD设计；其中所述服务器软件还包括代码以将对3DCAD设计的所有更改存储为在工作空间内应用的顺序更改；其中所述服务器软件还包括代码以将任何特定更改点的3DCAD设计的不可变副本存储为版本，并且将独立工作空间分支为从该版本进行的新有序更改；其中所述客户端软件还包括代码以显示版本管理器，所述版本管理器将3DCAD设计的所有工作空间中的所有更改列出为用于选择和创建版本的顺序列表或图形；其中所述客户端软件还包括代码以使用户能够选择任何更改，请求所述服务器软件生成用于显示的3DCAD模型，所述3DCAD模型包含直到并包括选定更改的所有顺序更改，并且显示生成的模型；其中所述客户端软件还包括代码以在所述版本管理器内显示来自3DCAD设计的多个工作空间的更改，使得选择来自不同工作空间的更改请求所述服务器软件生成用于显示的主工作空间的3DCAD设计的模型，所述模型包含有来自不同工作空间的更改，和/或请求所述服务器软件将选定更改合并到主工作空间中以便在主工作空间内进一步编辑；其中所述客户端软件还包括代码以使得能够编辑二维草图，并且所述服务器软件还包括代码以在编辑草图期间计算推测目标；其中所述服务器软件还包括代码以在计算推测目标时针对每个计算的推测目标返回推测标识符、推测源的识别、可应用于推测的约束以及推测区几何区域，并且所述客户端软件还包括代码以在离屏缓冲器中渲染计算的推测目标，在编辑草图时跟踪用户界面操作以确定用户修改的几何构造是否在推测区中的一个内，针对每个匹配的推测区调节草绘显示以指示推测，接收指示接受推测的用户界面交互，并且如果接受，将匹配推测标识符发送到所述服务器软件以在所述草图中包含匹配的可应用约束；其中所述客户端软件还包括代码以基于用户输入控件的位置或所述草图的显示的操控请求推测目标，并且所述服务器软件还包括代码以异步更新计算的推测目标；其中所述服务器软件还包括代码以生成可应用于所述草图的解函数的近似导数以及所述草图中的几何构造上的自由度约束，并且将所述导数和自由度约束发送到所述客户端软件；其中所述客户端软件还包括代码以在用户编辑所述草图的几何构造时应用所述自由度约束和导数来更新所述客户端设备上的显示的草图，并且将详细描述几何编辑的修改状态向量发送到所述服务器软件；其中所述服务器软件还包括代码以在接收到修改状态向量之后解算所述草图，并且将解算之后的更新连同对所述导数和自由度约束的更新一起发送到所述客户端软件；其中所述客户端软件还包括代码以用从所述服务器软件从解算草图接收的更新来更新所述客户端设备上的显示的草图；其中所述客户端软件还包括代码以跟踪发送所述修改状态向量和从服务器计算机接收更新的解算的草图之间的延迟时间，并且在所述延迟时间高于配置值时仅应用导数函数；以及其中所述客户端软件还包括代码以同时显示3DCAD设计的三个表示版本，包括作为特征列表的显示、作为3DCAD设计的视觉模型的显示以及作为与3DCAD设计对应的程序的文本表示的显示，并且其中所述三个显示版本中的任何一个内的用户交互在其他两个版本中突出相应方面，并且对所述三个显示版本中的任何一个进行的用户编辑相应地应用并显示在其他两个版本中。2.一种用于执行三维(3D)多用户分布式参数计算机辅助设计(CAD)的系统，所述系统包括：一个或多个服务器；在网络上连接到所述一个或多个服务器的一个或多个客户端设备；在一个或多个服务器上执行的服务器软件，所述服务器软件包括代码以执行包括3D图形数据的形状分析和优化的CAD几何构造计算，管理CAD编辑工作流，管理用户帐户和安全访问，管理文档和存储，以及与所述一个或多个客...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·赫斯切提克，M·R·劳尔，S·S·哈里斯，P·R·查斯戴尔，I·巴兰，L·萨克森诺夫，R·奈拉帕雷迪，N·J·艾尔，K·E·诺瓦克，J·卢索，R·万加帕里，A·J·莫里斯，S·C·海斯，P·G·托马斯，D·弗拉希奇，L·V·盖洛三世，P·拉杰库马尔，M·库马尔，
申请(专利权)人：昂沙普公司，
类型：发明
国别省市：美国,US