컨스트레인된 오브젝트들의 셋트를 포함하는 제품의 컴퓨터지원 설계의 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품 document_id A220623050560

컴퓨터 지원 기술에는 CAD (Computer-Aided Design) 가 포함되고, 이는 제품을 설계하는 소프트웨어 솔루션에 관한 것이다. 유사하게, CAE 는 컴퓨터 지원 엔지니어링 (Computer-Aided Engineering) 의 약칭이고, 예를 들어, 이는 앞으로의제품의 물리적 행동을 시뮬레이션하는 소프트웨어 솔루션에 관한 것이다. CAM 은 컴퓨터 지원 제조 (Computer-Aided Manufacturing) 를 나타내고, 통상적으로 제조 프로세스 및 오퍼레이션을 규정하는 소프트웨어 솔루션을 포함한다. Dassault Systemes 에 의해 제공되는 상품명 CATIA 와 같이, 제품을 형성하는 오브젝트들 (또는 파트들) 또는 오브젝트들의 어셈블리들의 설계를 위한 많은 시스템 및 프로그램들이 상용에 제공되고 있다. CAD 시스템은 오브젝트들 또는 오브젝트들의 어셈블리들의 복잡한 3 차원 (3D) 모델들을 유저가 구성하고 조작할 수 있도록 한다. 따라서, CAD 시스템은 에지들 또는 라인들, 어떤 경우에는 면들을 이용하여 모델링된 오브젝트들의 리프리젠테이션 (representation) 을 제공한다. 라인들 또는 에지들은 다양한 방식으로 (예를 들어, NURBS (non-uniform rational B-splines)) 나타내어질 수도 있다. CAD 시스템은 파트들 (parts) 또는 파트들의 어셈블리들을 모델링된 오브젝트들로서 관리하고, 이는 지오메트리 (geometry) 의 필수적인 스펙 (specification) 들이다. 구체적으로, CAD 파일들은 스펙들을 포함하고, 이로부터 지오메트리가 생성되고, 이는 다시 리프리젠테이션이 생성될 수 있도록 한다. 스펙들, 지오메트리 및 리프리젠테이션은 단일 CAD 파일 또는 다수의 CAD 파일들에 저장될 수도 있다. CAD 시스템은 모델링된 오브젝트들을 설계자에게 나타내기 위한 그래픽 툴 (graphic tool) 들을 포함하고, 이 툴들은 복잡한 오브젝트들의 표시에 이용된다 - CAD 시스템에서 오브젝트를 나타내는 파일의 통상적인 사이즈는 파트당 1 메가바이트의 범위이고, 어셈블리는 수천개의 파트들을 포함할 수도 있다. CAD 시스템은 전자 파일들에 저장된 오브젝트들의 모델들을 다룬다. 컴퓨터 지원 기술에서, GUI (graphical user interface) 는 기술 효율 면에서 중요한 역할을 한다. 또한 제품 수명 주기 관리 (Product Lifecycle Management; PLM) 솔루션들이 알려져 있는데, 이는 확장 기업 (extended enterprise; EE) 의 개념을 통해 회사들이 제품의 기획 단계에서부터 제품 수명의 종료시까지 제품 개발을 위해 제품 데이터를 공유하고, 공통 프로세스들을 적용하고, 기업 지식을 지원하는 것을 돕는 사업 전략을 의미한다. 행위자들 (회사 부서들, 사업 파트너들, 공급자들, 주문자 상표 제품 생산자 (Original Equipment Manufacturer; OEM) 들, 및 고객들) 을 포함함으로써, PLM 은 이 네트워크가 단일 실체로서 작용하여, 제품들 및 프로세스들을 개념화, 설계, 구성, 및 지원할 수 있도록 한다. 몇몇 PLM 솔루션들은 예를 들어, 디지털 실물 크기 모형 (제품의 3D 그래픽 모델) 들을 형성하여 제품을 설계 및 개발할 수 있도록 한다. 예를 들어, 디지털 제품은 적절한 애플리케이션을 이용하여 먼저 정의되고 시뮬레이션될 수도 있다. 그 다음, 대체적인 디지털 제조 프로세스들이 정의되고 모델링될 수도 있다. Dassault Systemes 에 의해 (CATIA, ENOVIA 및 DELMIA 라는 상품명으로) 제공되는 PLM 솔루션은, 제품 엔지니어링 지식을 체계화하는 엔지니어링 허브 (Engineering Hub), 제조 엔지니어링 지식을 관리하는 제조 허브 (Manufacturing Hub), 및 엔지니어링 허브와 제조 허브 양자 모두로의 기업 통합 및 연결이 가능하게 하는 기업 허브 (Enterprise Hub) 를 제공한다. 이 시스템 전부는 제품들, 프로세스들, 자원들을 링크하는 개방형 오브젝트 모델을 제공하여, 최적화된 제품 정의, 제조 준비, 생산 및 서비스를 구동하는 동적이고 지식 기반의 제품 창조 및 결정 지원을 가능하게 한다. 이러한 PLM 솔루션은 제품들의 관계 데이터베이스를 포함한다. 데이터베이스는 텍스트 데이터의 셋트 및 그 데이터 사이의 관계들을 포함한다. 데이터는 통상적으로 제품들에 관련된 기술적 데이터를 포함하고, 이 데이터는 데이터 계층으로 정렬되고, 검색 가능하도록 인덱스된다. 이 데이터는, 종종 모델링된 제품들 및 프로세스들인, 모델링된 오브젝트들의 표현이다. 제품 구성, 프로세스 지식, 및 자원 정보를 포함하는 제품 수명 주기 정보는 통상적으로 공동 작업 방식으로 편집된다. 다른 특징들 중에서, CAD 애플리케이션에서의 모델링은 종종 지오메트릭 (geometric) 오브젝트들 뿐만 아니라, 이 오브젝트들 간의 기능적 의존관계를 정의할 필요가 있다. 이는 통상적으로 컨스트레인트 (constraint) 들의 도움으로 달성된다. 컨스트레인트 (예를 들어, 지오메트릭 컨스트레인트) 는 지오메트릭 오브젝트들 사이에 만족되어야 하는 관계이다. 예를 들어, 제 1 오브젝트가 제 2 오브젝트로부터 소정 거리 (오프셋) 에 위치되어야 할 것이 요구될 수도 있다. 이러한 설계의 방식은 컴퓨터 "사고" 의 통상적인 절차 방식과는 실제로 동떨어져 있다. 절차적인 접근과는 대조적으로, 지오메트리의 선언적 기술 (declarative description) 이 인간에 훨씬 더 가깝다. 최근에 지오메트릭 모델러 (geometric modeler) 가 이러한 문제에 대한 해결책을 제공한다. 지오메트리는 지오메트릭 요소들 사이의 컨스트레인트들을 정의함으로써 기술될 수 있다. 컨스트레인트 해결기 (solver) 덕분에, 설계자는 오브젝트의 형상과 사이즈를 선언적 방식으로 특정하기만 하고, 시스템은 그 스펙에 따라 도면 제작을 처리한다. 유저는 무엇을 그릴 것인지를 특정하고, 그것을 어떻게 그릴 것인지를 특정하는 것은 아니다. 컨스트레인트들을 구현하는 기존의 많은 CAD 컴퓨터 기반 방법들에서, 컨스트레인트들이 네트워크에서 그룹화되고, 예를 들어 변분법 (variational techniques) 을 이용하여 동시에 모두 해결된다. 변분 해결기는 컨스트레인트들을 미리 정해진 순서로 배열할 필요 없이 이 컨스트레인트들을 프로세싱한다. 컨스트레인트들의 선언적 속성과 예를 들어 해결의 변분적 접근은, 시스템의 모든 구성요소들이 동일 기초 상에서 취급되도록 한다.