Parametrische oder direkte Modellierung: Was ist Ihr Favorit?

Anm. d. Red. Welche Meinung vertreten Sie? Wir möchten es wissen! Hinterlassen Sie uns Ihre Kommentare im Textfeld ganz unten auf der Seite.
Ingenieure diskutieren schon lange über die Vor- und Nachteile von parametrischer und direkter Modellierung. Manche schätzen die Freiheit und Flexibilität der direkten Modellierung, andere ziehen die Möglichkeiten der Feature-Definition und Bemaßungssteuerung vor, die parametrische Systeme bieten.

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Parametrische und direkte Modellierung
Teil II der Serie lesen
Direkte Modellierung
Die Meinung von Chad Jackson
Mischen der Ansätze
Direkt und parametrisch
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Mit der direkten Modellierung können Sie Geometrie schnell definieren und erfassen, ohne sich Gedanken über Features, Randbedingungen und die ursprüngliche Konstruktionsabsicht machen zu müssen. Bei der parametrischen Modellierung erfassen Sie die Konstruktionsabsicht mithilfe von Features und Randbedingungen. Auf diese Weise lassen sich wiederholte Änderungen automatisieren, wie sie beispielsweise bei Produktteilefamilien auftreten.

Was ist also besser? Direktes oder parametrisches Modellieren? Die Antwort ist: Kein Ansatz ist besser als der andere. Jeder von ihnen hat seine Vorteile. Die besten CAD-Softwareanwendungen unterstützen beide Modellierungsansätze. Unternehmen, die die direkte Modellierung in ihre parametrische Umgebung einbinden, verzeichnen höhere Geschwindigkeiten, bessere Qualität und mehr Innovationskraft, was für sie einen echten Wettbewerbsvorteil bedeutet.

Doch bevor wir darauf eingehen, lassen Sie uns einige der Vor- und Nachteile der direkten und der parametrischen Modellierung gegenüberstellen.

Parametric_VS_DirectParametrische Modellierung: Vor- und Nachteile
Parametrische Modellierungstechnologien sind optimal für Konstruktionsaufgaben mit anspruchsvollen Anforderungen und Fertigungskriterien geeignet. Unternehmen setzen häufig auf parametrisches Modellieren, wenn sie Produktfamilien herstellen, die leichte Varianten eines Hauptentwurfs enthalten, da die Konstrukteure hier die Konstruktionsabsicht über Bemaßungen, Teile und Baugruppen hinweg erzeugen müssen. Dies ermöglicht Entwürfe, die regelmäßig geändert oder iteriert werden müssen. Die Features – beispielsweise Bohrungen und Fasen – der entstehenden Modelle können einzeln abgewandelt oder geändert werden und werden in einem so genannten „Modellbaum“ erfasst.

Zu den Vorteilen der parametrischen Modellierung gehören:

  • Automatische Aktualisierung des Modells bei Änderungen am Entwurf
  • Einfache Erfassung der Konstruktionsabsicht, sodass einfacher festgelegt werden kann, wie sich das Modell bei Änderungen verhalten soll
  • Einfache Definition und automatische Erzeugung von Teilefamilien
  • Hervorragende Integration mit Fertigungsprozessen, dadurch Verkürzung der Produktionszeit

Doch die parametrische Technologie hat auch ihre Nachteile. Einige Nachteile der parametrischen Modellierung sind:

  • Während der Konzeptentwicklung ist ein parametrisches 3D-CAD-System für Konstrukteure, die möglichst viele 3D-Konzepte einer Idee in möglichst kurzer Zeit untersuchen möchten, unter Umständen überdimensioniert.
  • Das Aktualisieren von parametrischen Modellen kann bei unerwarteten Konstruktionsänderungen länger dauern.

Direkte Modellierung: Vor- und Nachteile
Beim direkten Modellieren wird Geometrie erstellt, keine Features. Damit ist sie ideal für die Konzeptentwicklung, bei der die Konstrukteure nicht an Features und deren wechselseitige Abhängigkeiten sowie an die möglichen Folgen von Änderungen gebunden sind.

Was denken Sie darüber?

Stimmen Sie den in diesem Blogbeitrag aufgeführten Vor- und Nachteilen zu? Fallen Ihnen noch weitere ein? Berichten Sie uns. Hinterlassen Sie Ihre Kommentare im Textfeld ganz unten auf der Seite.

Bei der spontanen Entwicklung mithilfe der direkten Modellierung dreht sich alles um Geschwindigkeit und die schnelle Reaktion auf Änderungen. Sie ist damit ideal, wenn Geschwindigkeit und Flexibilität zählen. Einige Vorteile von direkten Modellierungstools:

  • Sehr schnelles Erzeugen neuer 3D-Modelle
  • Schnelles Bearbeiten von Geometrie und Umsetzen von späten Konstruktionsänderungen

Die Nachteile? Im Vergleich zur parametrischen Modellierung hat die direkte Modellierung folgende Schwächen:

  • Geringe Konstruktionsautomatisierung
  • Schwächere bemaßungsgesteuerte Bearbeitung

Fragen an den Experten: Monica Schnitger
„Jeder Ansatz, sowohl der parametrische als auch der direkte, hat seine Einsatzfelder. Die perfekte CAD-Strategie beinhaltet daher beide“, schreibt die CAD-Software-Branchenanalystin Monica Schnitger, President und Gründerin der Schnitger Corporation, kürzlich in einem Blog.

Im weiteren Verlauf erklärte sie, wann der richtige Zeitpunkt für direktes Modellieren ist und wann die parametrische Modellierung die richtige Wahl ist.

„So bietet sich die direkte Modellierung vor allem während der Konzeptphase an, wenn der Entwurf schnell manipuliert werden muss und der Entwickler nicht durch die Arbeit innerhalb der Grenzen vorgegebener Regeln behindert werden möchte“, so Schnitger. „Während der Detailkonstruktion, wenn der Großteil des freien Denkens und Explorierens abgeschlossen ist, ist es sinnvoll, die parametrische Konstruktion zu verwenden, um sicherzustellen, dass zukünftige Iterationen nicht gegen das ursprüngliche Konzept verstoßen.“

Fazit: Die besten Systeme nutzen sowohl parametrisches als auch direktes Modellieren
Das Fazit ist, dass beide Ansätze notwendig sind, um mit der Komplexität moderner Produktentwürfe zurecht zu kommen. Unternehmen wie Taer Innovation, ein Hersteller von iPhone-Hüllen, das Digital Imaging-Unternehmen PixArt Imaging und der Leiterplattenhersteller Career Technology sind nur einige wenige Beispiele für erfolgreiche Unternehmen, die beide Ansätze nutzen. Sie alle verwenden PTC Creo, ein Modellierungstool mit vollem Funktionsumfang, das parametrische und direkte Modellierungsfunktionen in einer Umgebung vereint und für die Arbeit an ein und demselben Modell bereitstellt.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, warum Hersteller sowohl direkte als auch parametrische Modellierung nutzen, lesen Sie den zweiten Teil dieser Blogreihe.

In diesem Video sehen Sie eine kurze Einführung in PTC Creo:

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5 Kommentare

  1. Erstellt am Oktober 6, 2014 um 4:45 pm | Permanent-Link

    Hey Mark. My position is that each modeling approach have different applications.

    Direct Modeling is good for design situations where engineers need to iterate and explore.

    Parametric Modeling is good when you want to capture design intent, especially to enable intelligent changes.

    Each has its use. But each is not applicable to every organization. Just my take.

  2. B Schmidt
    Erstellt am Oktober 7, 2014 um 1:45 pm | Permanent-Link

    What I’ve witnessed, time and time again, is the transition of designs from a direct modeling approach, to a parametric approach. However, this transition takes quite a bit more time and resources, compared to the product/project being clearly investigated and defined in the beginning.

    Let’s utilize direct modeling techniques to conduct R&D, and transition to parametric once the „lessons have been learned“ and prior to product family release.

    If it is truly a stand alone product/project, this is a moot point!! This is, however, a slippery slope…….

  3. Erstellt am Oktober 7, 2014 um 1:54 pm | Permanent-Link

    History feature based design is the best for starting your design. But when you get deep into the design you may want to do a change that would blow most of your history. That is when you grab your direct edit function and go to work. They should be completely integrated. Many of the system add a step to the history for any face modifications. This really is not direct edit. You still have all of the prior history to worry about. The best is just to blow all of the history away.

    Also to change a complex part you can just start directly editing it. But most of the history based design folk would be scared to death to blow their complete history. It can be done, I do it all the time.

    Even when the part history is completely gone you can still use the history to continue the design. I would go into it further but this is a PTC discussion.

  4. Joseph Gould
    Erstellt am Oktober 7, 2014 um 2:27 pm | Permanent-Link

    Parametric Modeling is appropriate for any industry where there are similar parts being fabricated through welding, machining, pressing/forming, and EDM of the final part/product. Having a guiding structure up front makes automated interfaces to the processes mentioned both possible and mistake proof. The labor savings is highly significant from model creation process programming, through final processing and the model to finished part cycle time is drastically reduced.

    My dentist now uses a Parametric Modeling and Machining system that allows one to have a tooth repaired for a crown, the new tooth designed, machined and inserted in one visit of less than an hour. The savings are highly significant for both the dentist and the patient. Without highly structured parametric modeling this would never have been possible.

    It is possible to do the same parametric modeling in industry so that design intent and critical features are preserved for driving down line processes and procedures. It is incredibly easy to do it and reap the rewards; though some seem to rather not have it and throw the benefits to the wind. It means working as a multifunctional teams toward a common goal and perhaps that is the biggest problem.

    Direct Modeling is good for one time creations, such as highly dissimilar molds and dies; though basic elements of mold and die making could and should be parameterized, the down line processes and procedures will not benefit as much in the sense of automated manufacturing processes being driving directly from the model, and product model to finished part cycle time.

    It does not matter whether it is designing a building, highway, bridge, machine, an electric circuit, (already highly parameterized), or work of art. Parametric driven modeling systems make the world better, safer and save valuable recourses.

  5. Grahame Ward
    Erstellt am Oktober 8, 2014 um 4:44 pm | Permanent-Link

    Both have their place for the reasons already stated.

    I would like both to possible in the same model file. I would like a direct modeling approach where you could go back at a later stage of the project, and tweak your direct modeled part to make it conform to draft requirements, surface quality and other requirements of the job, rather than starting over. I have had to do that plenty of times in the past. In my previous job a product designer would work something up in Alias, then give me a Step translation, and I would start again in ProE with boundary blends etc.

    I have used the Style feature in conjunction with standard ProE parametric features. It has its place, but it’s not quite the free-flowing process of surface/concept generation that say, Alias allows. There’s still a greater distance between the idea and getting it on the screen. It’s not easy to use as Alias for that kind of work.

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