Beschreibung
Parallele Navigation in mehreren CAD-Modellen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von mindestens zwei CAD-Modellen.
CAD-Modelle weisen eine große Menge von Detailinformation über Anlagen, beispielsweise Fertigungsanlagen der Ferti- gungsindustrie oder andere, graphisch darstellbare Objekte auf. Komplexe Systeme, wie beispielsweise Fertigungsanlagen werden in der Regel durch eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Versionen von CAD-Modellen geplant. Hierbei kann es zudem vorkommen, dass die CAD-Modelle nicht auf aufeinander- folgenden Versionen beruhen, sondern dass unterschiedliche
CAD-Systeme verwendet werden, um unterschiedliche Sachverhalte darstellen zu können. Zudem kann es zu parallelen Arbeitsabläufen kommen, so dass unterschiedliche Versionen von CAD- Modellen für die Fertigungsanlage oder auch für sonstige Ob- jekte, die sich mittels CAD-Modellen darstellen lassen vorliegen. Außerdem kommt es vor, dass ein CAD-Modell von einem Format in ein anderes transformiert wurde, beispielsweise verwendet das Unternehmen, welches ein Anlagenmodell erstellt unter Umständen eine andere CAD-Version bzw. ein anderes For- mat als der Anlagenbauer.
Um in all diesen Situationen sicherzustellen, dass die verwendeten Daten der CAD-Modelle übereinstimmen, müssen die verschiedenen Versionen der CAD-Modelle miteinander vergli- chen und auf Abweichungen hin überprüft werden. Bei der Komplexität der CAD-Modelle ist dies eine aufwändige Angelegenheit. Ein Abgleich und eine Betrachtung der verschiedenen vorliegenden Modelle muss heutzutage durch den Anwender händisch erfolgen. Hierzu müssen die Modelle, soweit sie vorlie- gen, in Bezug auf den Blickwinkel auf einzelne Objekte und die Entfernung einzelner Objekte manuell eingestellt werden. Dies ist ein schwieriges Unterfangen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur parallelen Darstellung von CAD-Modellen anzugeben, bei dem ein einheitlicher Blickwinkel auf die Objekte der CAD-Modelle gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Darstellung von mindestens zwei CAD-Modellen, bei dem Objekte zwischen den CAD-Modellen verglichen werden, zwischen den CAD-Modellen übereinstimmende Objekte ausgewählt werden und die CAD-Mo- delle anhand der ausgewählten Objekte einheitlich ausgerichtet werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die einzelnen Objekte, welche die Bestandteile der CAD-Modelle sind, und welche beispielsweise Anlagenequipment oder bestimmte
Bauteile eines System darstellen, in den CAD-Modellen in einem Koordinatensystem angelegt sind. Wenn die verschiedenen CAD-Modelle die gleiche Anlage bzw. das gleiche System beschreiben, so gibt es zwischen ihnen übereinstimmende Objek- te. Diese übereinstimmenden Objekte werden als Basis hergenommen, um anhand ihrer Position im jeweiligen Koordinatensystem eine einheitliche Ausrichtung der CAD-Modelle zu erzielen. Dies ermöglicht die einheitliche bzw. parallele Darstellung von unterschiedlichen Versionen von CAD-Modellen. Einem Anwender können somit auf einem Bildschirm mehrere unterschiedliche Versionen von CAD-Modellen angezeigt werden und die Blickrichtung, die der Anwender auf die Modelle hat, ist die gleiche, weil sie über die ausgewählten Objekte, die in allen dargestellten CAD-Modellen vorkommen, einheitlich ausgerichtet werden können. Dies erleichtert einem Benutzer die Betrachtung und den Vergleich der in den verschiedenen CAD-Modellen bzw. den verschiedenen Versionen der CAD-Modelle dargestellten Anlagen und Systemen. Es ist somit möglich, auf einem Bildschirm mehrere CAD-Modelle gleichzeitig und syn- chronisiert anzuzeigen, wobei die Ansichten aus den in allen CAD-Modellen vorkommenden übereinstimmenden Objekten und deren Positionen in ihren jeweiligen CAD-Modellen errechnet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Objekte automatisch durch ein Engineeringsystem erfolgt, wobei das Engineeringsystem den Objektvergleich durchführt. Hierbei wird von dem Engineeringsystem auf die Objekte der einzelnen CAD-Modelle zugegriffen, und es wird überprüft, welche Objekte in den verschiedenen Versionen bzw. Formaten der CAD-Modelle vorkommen. Es werden solche Objekte ausgewählt, die in allen zu betrachteten CAD-Modellen vorkommen. Die Objekte können hierbei anhand ihres Namens überprüft werden und die Auswahl bzw. Qualifizierung der Objekte kann auf diese Weise erfolgen. Der Vorteil hierbei ist, dass ein Anwender des Verfahrens nicht selbstständig nach Objekten suchen muss, die in den verschiedenen CAD-Modellen vorkommen. Dies ist insbeson- dere vorteilhaft, wenn zwischen den Versionen eine ganze Menge Änderungen vorgenommen worden sind und es nur relativ wenige übereinstimmende Objekte gibt, die dann für den Anwender schwer zu finden sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Objekte durch einen Anwender erfolgt. Wenn das Engineeringsystem auf Basis der vorliegenden Informationen nicht in der Lage ist, übereinstimmende Objekte zwischen den darzustellenden CAD-Model- len zu finden, so besteht immer noch die Möglichkeit, dass der Anwender die verschiedenen CAD-Modelle einzeln auf übereinstimmende Objekte zwischen den Modellen hin überprüft. Er kann diese übereinstimmenden Objekte dann auswählen und als Basis für die parallele Ausrichtung der CAD-Modelle zugrunde legen. Der Vorteil hierbei ist, dass der Anwender noch in das System eingreifen kann, wenn das Engineeringsystem nicht in der Lage ist, übereinstimmende Objekte zu finden. Somit ist eine geringere Abhängigkeit des Anwenders vom Engineeringsystem gegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der CAD-Modelle anhand der Positionen der ausgewählten, übereinstimmenden Ob-
jekte im Koordinatensystem eines Master CAD-Modells erfolgt. Es wird somit von den verschiedenen anzuzeigenden CAD-Modellen eines ausgewählt, nach welchem sich die Darstellung der anderen, anzuzeigenden CAD-Modelle richtet. Ein CAD-Modell bildet somit für den Anwender den Master und die anderen folgen in ihrer Darstellung dann der Ausrichtung der Objekte des Master CAD-Modells. Hierbei ist von Vorteil, dass es für den Anwender eindeutig klar ist, in welchem CAD-Modell er navigiert und welche CAD-Modelle seiner Navigation folgen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass drei übereinstimmende Objekte ausgewählt werden. Auf Basis von drei übereinstimmenden Objekten kann die Darstellung des CAD-Modells eindeutig angegeben werden. Die drei Objekte haben jeweils eine eindeutige Position in einem dreidimensionalen Koordinatensystem und sie bilden selber wieder drei Punkte in dem dreidimensionalen Koordinatensystem, auf deren Basis sich eindeutig eine Blickrichtung auf die Objekte bzw. ein Blickwinkel bestimmen lässt. Insofern kann auf Basis der drei ausgewählten Objekte eindeutig festgelegt werden, wie die Lage des CAD-Modells im dreidimensionalen Raum ist. Die drei ausgewählten Objekte werden auch Key-Objekte genannt. Vorteilhaft hierbei ist, dass zwischen den verschiedenen CAD-Modellen lediglich drei Objekte ausgewählt werden müssen, die übereinstimmen, um einen Abgleich bzw. eine parallele Darstellung der verschiedenen CAD-Modelle zu ermöglichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass das CAD-Modell, welches als Master für die Ausrichtung der CAD-Modelle dient, durch einen Anwender ausgewählt wird. Dies gibt dem Anwender die Möglichkeit, eines der anzuzeigenden CAD-Modelle als sein Master-Modell auszuwählen und als Basis für seinen Vergleich mit den anderen CAD-Model- len bzw. als Basis für die Weiterarbeit zugrunde zu legen.
Der Anwender ist somit möglichst flexibel in seiner Entscheidung, welches der CAD-Modelle er für die Navigation im Gesamtsystem zugrunde legen möchte.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die CAD-Modelle in einheitlicher Größe dargestellt werden, wobei Tiefeninformation über die Objekte im dreidimensionalen Koordinatensystem für die Dar- Stellung verwendet wird. Die CAD-Modelle werden somit nicht nur im Hinblick auf ihre Lage im Raum, d.h. auf die Blickrichtung des Betrachters einheitlich bzw. parallel dargestellt, sondern es erfolgt auch eine einheitliche Darstellung bezüglich der Größe der Objekte. D.h. die Entfernung der Ob- jekte vom Betrachter bzw. vom Steuerungspunkt auf der Oberfläche per Anzeige ist einheitlich. Hierzu wird die Tiefeninformation der Graphikkarte, die im Z-Puffer vorliegt, verwendet. Der Vorteil hierbei ist für den Anwender, dass die verschiedenen CAD-Modelle, soweit sie übereinstimmen, auf der Bildschirmoberfläche auch identisch angezeigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Navigation in den CAD-Modellen parallel erfolgt, wobei die Navigation durch Transformation der Koordinateninformation der ausgewählten Objekte des Master CAD-Modells auf die ausgewählten Objekte der darzustellenden CAD-Modelle erfolgt. Hierbei ist von Vorteil für den Anwender, dass die darzustellenden CAD-Modelle alle das gleiche Verhalten aufweisen, wenn er in dem Master CAD-Modell na- vigiert. Die Navigation erfolgt hierbei beispielsweise über
Maus oder Mauspad und der Anwender kann in seinem Master CAD- Modell Blickwinkel und Entfernung zu den Objekten ändern. Tut er dies, so werden die vorliegenden Koordinateninformationen für die einzelnen Objekte, also die ausgewählten Key-Objekte von dem Master CAD-Modell auf die anderen CAD-Modelle sofort übertragen und die Navigation kann somit in allen Modellen gleichförmig erfolgen. D.h. es ändert sich nicht nur in dem Master CAD-Modell Blickwinkel und Entfernung zu den Objekten sondern gleichzeitig wird dieselbe Änderung in den weiteren, auf der Anzeige dargestellten CAD-Modellen durchgeführt. Somit verhalten sich alle Modelle gleich und der Anwender kann zur gleichen Zeit durch die verschiedenen Modelle den gleichen Navigationspfad gehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Unterschiede der Objekte zwischen den CAD-Modellen markiert werden. Die CAD-Modelle werden durch das Engineeringsystem miteinander verglichen und vom Engineeringsystem festgestellte Unterschiede zwischen den Objekten können in den verschiedenen CAD-Modellen visualisiert werden. Dies kann beispielsweise durch eine Farbmarkierung oder eine Schraffur oder eine halbtransparente Darstellung erfolgen. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Anwender sofort die Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen erkennt und diese auch bei der Navigation durch die CAD-Modelle dargestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist da- durch gekennzeichnet, dass Ressourcen zu den Objekten mittels eines Ressourcenprojektmodells zugewiesen werden. Dem gesamten System unterliegt ein Ressourcenprojektmodell, welches es ermöglicht, den einzelnen Objekten in den CAD-Modellen echte Anlagenressourcen bzw. Bauteile des komplexen Systems, wel- ches mit den CAD-Modellen dargestellt wird, zuzuweisen. Somit ist jedem Objekt in den CAD-Modellen eine echte Ressource bzw. ein Equipment zugewiesen.
Insgesamt ist das System sehr vorteilhaft, weil es sich bei- spielsweise einsetzen lässt, um unterschiedliche Arbeitsstände zu vergleichen. Hierbei können nicht nur unterschiedliche Versionen sondern auch unterschiedliche Formate von CAD-Modellen verglichen werden. Dem Anwender der CAD-Modelle wird eine einfache Möglichkeit gegeben, parallel einen einheitli- chen Blick auf die verschiedenen Modelle auf einfache Weise zu erreichen und gleichzeitig eine Darstellung der in den Modellen vorhandenen Unterschiede zu ermöglichen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher be- schrieben und erläutert.
Die Figur zeigt zwei CAD-Modelle 1, 2, welche verschiedene Versionen eines Anlagenmodells darstellen können bzw. welche
auch verschieden Formate eines CAD-Modells einer Anlage darstellen können. Die CAD-Modelle weisen dabei Objekte 3 auf, welche die echten Anlagenteile bzw. Ressourcen bzw. das AnIa- genequipment im System repräsentieren. Hierbei gibt es zwi- sehen den verschiedenen CAD-Modellen Objekte, die unterschiedlich sind, beispielsweise weil sie in einer Version geändert worden sind oder weil sie bei einer Überführung von einem CAD-Format in ein anderes CAD-Format geändert wurden. Es gibt jedoch auch Objekte, die zwischen den in dem Ausfüh- rungsbeispiel dargestellten zwei CAD-Systemen übereinstimmen. Diese Objekte 3i, 3j werden ausgewählt und für die einheitliche parallele Darstellung der CAD-Modelle zugrunde gelegt. Neben den in der Figur gezeigten zwei CAD-Modellen können auch weitere CAD-Modelle hinzugefügt werden. Hierbei wird dann ebenfalls überprüft, ob zwischen allen beteiligten CAD- Modellen übereinstimmende Objekte existieren. Die übereinstimmenden Objekte werden selektiert und werden hierdurch zu sogenannten Key-Objekten. Auf Basis dieser Key-Objekte wird dann eine parallele Darstellung der CAD-Modelle erzielt. Dies erfolgt durch das Zugrundelegen der den Objekten zugewiesenen Positionsinformationen im jeweiligen Koordinatensystem des CAD-Modells. Die übereinstimmenden Objekte weisen ja eine übereinstimmende Lage im Modell auf und somit können die verschiedenen Modelle anhand dieser übereinstimmenden Objekte ausgerichtet werden. Dies erfolgt im Hinblick auf den Blickwinkel auf die CAD-Modelle als auch in Bezug auf die Entfernung, mit der die Objekte dargestellt werden.
Mit Hilfe des Engineeringsystems 4 kann eine automatische Auswahl der übereinstimmenden Objekte 3i, 3j erfolgen. Hierzu ist im Engineeringsystem ein Ressourcenprojektmodell der Anlage hinterlegt. Den einzelnen Ressourcen sind die jeweiligen Objekte in den CAD-Modellen zugewiesen. Das Engineeringsystem kann nun in den verschiedenen CAD-Modellen anhand seines Res- sourcenobjektmodells überprüfen, ob übereinstimmende Objekte vorliegen. Findet das Engineeringsystem in den verschiedenen CAD-Modellen übereinstimmende Objekte, so werden sie als Key- Objekte definiert und dienen zur einheitlichen bzw. paralle-
len Ausrichtung der verschiedenen darzustellenden CAD-Modelle. Diese werden dann anhand der Koordinateninformation der Key-Objekte aus derselben Perspektive für den Anwender dargestellt. Die Navigation des Systems erfolgt durch die Interak- tion des Anwenders mit einem der CAD-Modelle, dem Master CAD- Modell. Es ist jeweils das CAD-Modell, das sich in dem Fenster befindet, in dem die Computermaus ist, bzw. in dem der Mauspointer ist. Somit ist ein Wechsel von einem CAD-Modell zum anderen CAD-Modell als Master-Modell durch den Anwender möglich. Hierbei werden die Unterschiede oder abweichende
Bildsegmente zwischen den CAD-Modellen dem Anwender visuali- siert, beispielsweise durch eine farbliche Markierung. Wird ein CAD-Modell durch den Anwender bewegt, so werden die anderen CAD-Modelle nachgeführt und der Anwender sieht alle Mo- delle aus der gleichen Perspektive und der gleichen Entfernung. Die Berechnung der Entfernung der einzelnen Objekte erfolgt durch die Tiefenwerten im Z-Puffer der Grafikkarte. Insgesamt gewährleistet das Verfahren somit eine für den Anwender einfache Navigation durch die CAD-Modelle und eine übersichtliche Darstellung der Unterschiede zwischen den CAD- Modellen.