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文章詳情介紹：

• 1,工業(yè)軟件大亂燉——CAD、CAE、BIM選擇功能對比

工業(yè)軟件大亂燉——CAD、CAE、BIM選擇功能對比

本篇文章將對比CAD、CAE、BIM三個軟件的選擇功能，幫助產(chǎn)品經(jīng)理在面對不同業(yè)務(wù)場景時，對使用的軟件做出對應(yīng)的選擇取舍，希望本篇文章能對你有所收獲。

1. Solidworks簡介

調(diào)研對象：Solidworks(簡稱SW）

專業(yè)領(lǐng)域：CAD

主要業(yè)務(wù)：機械設(shè)計、工業(yè)設(shè)計

Solidworks是由法國Dassault Systèmes公司開發(fā)的一款在windows環(huán)境下進行實體建模計算機輔助設(shè)計和計算機輔助工程的計算機程序。Solidworks最大的優(yōu)勢在于操作相比較其他工業(yè)建模軟件命令的使用更加簡單直觀，適合設(shè)計領(lǐng)域的初學者進行學習。

因此這款軟件也成為了很多高校設(shè)計專業(yè)課程內(nèi)容。除此之外在設(shè)計、工程、制造領(lǐng)域中也是最佳的軟件系統(tǒng)之一。

由于在CAD軟件領(lǐng)域，Solidworks(后面簡稱SW）一直以良好的用戶體驗著稱，因此選取SW作為本次選擇功能對比分析中CAD戰(zhàn)隊的代表。

2. SW選擇功能概覽

3. 選擇功能入口

作為一款以設(shè)計為主的三維建模軟件，SW在圖形窗口中默認處于可選擇狀態(tài)，鼠標點擊物體就可以選中。

如果用戶想調(diào)整選擇模式或使用快速選擇工具，則在界面頂部的菜單欄中，會清楚的看到光標的logo，點擊后可以展開選擇功能的下拉菜單。

4. 選擇模式

SW提供了多種選擇對象的模式，包括常規(guī)的點選和按住CTRL多選，如果用戶想根據(jù)視野范圍進行多選，SW提供了框選、套索選擇、以及體積選擇的方式。

并且貼心的設(shè)置了放大鏡工具，讓用戶在不改變總視圖的情況下可以看到模型的細微之處并進行選擇。

針對框選和套索選擇，還提供從幾何圖形上選擇工具，允許用戶在模型上拖動框或套索，而無需從圖形區(qū)域中的空白區(qū)域開始拖動。這在模型已經(jīng)填滿圖形區(qū)域時很有用。

5. 選擇過濾器

選擇過濾器有助于在圖形區(qū)域中或工程圖圖紙區(qū)域中選擇特定項。例如，選擇面的過濾器而只選取面。

SW的選擇過濾器窗口默認是未打開的，需要用戶在窗口設(shè)置中將其打開。打開后默認在界面底部，全部以圖標形式展示。

選擇過濾器中，根據(jù)對象類型不同，劃分成3大領(lǐng)域。針對常規(guī)3D對象，可以根據(jù)頂點、邊線、面、實體等類型進行過濾，針對草圖對象，可以過濾草圖點、草圖線段、中心線、公差等，如果3D對象是網(wǎng)格模型，SW也提供了針對網(wǎng)格模型點線面的選擇過濾器。

選擇過濾器窗口還針對過濾器對象提供了選擇狀態(tài)切換、清空、全選、以及在過濾范圍內(nèi)的反選功能，都很實用。

但是，筆者在此處認為選擇過濾器功能在用戶體驗上仍有提升空間，如：

全部以圖標顯示，看起來很清爽，但是也增加了一定的學習成本，雖然鼠標放在圖標上有文字注釋，但是用戶需要經(jīng)過一定時間的使用，才能記住每個圖標代表的過濾器。因此，過濾器的圖標下增加文字描述，可以更加直觀。

3D對象、草圖對象、網(wǎng)格對象的過濾器之間缺少分界線，用戶容易選擇出錯。因此，增加明確的分界線，減少用戶的判斷成本和出錯率。

場景中不存在的對象類型，其選擇過濾器仍可以選擇，這也會增加出錯概率。因此，按鈕設(shè)置可以成模態(tài)按鈕，當場景中不存在該對象類型時，以灰色顯示不可操作。

6. 選擇輔助工具

1）快速選擇工具

快速選擇工具是能夠快速選中一組特定物體的功能。與選擇過濾器不同，快速選擇工具執(zhí)行后是由系統(tǒng)選中，而不需要用戶去圖形窗口手動選擇。

SW提供了許多快速選擇工具，最常見的有全選、反選功能。也有根據(jù)物體屬性或特征進行快速選擇的選擇壓縮、選擇隱藏、選擇相同零部件、按大小選擇、按視圖選擇等功能，為用戶提供了多樣的快速選擇工具。

如果這些都不能滿足需要，用戶可以通過高級選取功能，自定義選擇條件并支持多項條件的邏輯運算。

選中的成組對象如過暫時不用了，但是后面還會用到，怎么辦？

用選擇集呀！創(chuàng)建一個選擇集，既不用破壞裝配體原本的結(jié)構(gòu)樹，又能快速選中用戶需要的成組對象。

比如要對一個汽車模型里的所有螺絲釘換一個顏色，在用快速選擇工具將他們都選中以后，創(chuàng)建一個選擇集，修改顏色。

如果后面如果領(lǐng)導又說把這些螺絲釘?shù)牟馁|(zhì)都換成銅材，那就直接選中選擇集，批量改掉材質(zhì)就好了。

2）如何選中內(nèi)部的物體

前一篇文章提到，3D軟件相較于2D軟件，裝配體內(nèi)部的零件無法看到，也就難以選中，每個3D軟件都會對此給出解決方案，在SW中，是如何解決這一問題的呢？

① 選擇其他

在物體上右鍵選取選擇其他功能，就會彈出如下圖的對象（線、面、體等）清單，鼠標選中哪項，對應(yīng)物體高亮，就可以選擇到內(nèi)部的物體了。

② 通過透明度選擇

選擇其他功能還是不夠直觀，如果物體被封的嚴嚴死死的，用戶怎么指導往哪里點才能在清單中看到要選的物體。

除非用戶把外面的物體隱藏掉，可是被隱藏的物體就無法選擇了，要是用戶既要選里面的也想選外面的怎么辦？

那可以通過右鍵選擇裝配體，在菜單中選取更改透明度功能，這樣外部物體會將透明度提高，用戶可以看到內(nèi)部的物體了，并且可以直接穿過透明物體對內(nèi)部不透明的物體進行選擇。

如果想選擇透明物體，按住Shift鍵再選就可以。

7. 系統(tǒng)選項中的選擇

在系統(tǒng)選項中，選擇作為一個獨立選項，可以進行一些默認設(shè)置。通常這些參數(shù)是用戶很少調(diào)整的，因此將其放在系統(tǒng)選項中，減少主界面的壓力。

1. Ansys簡介

調(diào)研對象：Ansys Mechanical 2023（簡稱Ansys）

專業(yè)領(lǐng)域：CAE

主要業(yè)務(wù)：結(jié)構(gòu)強度分析

ANSYS軟件是美國ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）軟件，是世界范圍內(nèi)增長最快的計算機輔助工程（CAE）軟件，能與多數(shù)計算機輔助設(shè)計（CAD，computer Aided design）軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。

在航空航天、機械制造、能源、等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。ANSYS功能強大，操作簡單方便，已成為國際最流行的有限元分析軟件。

Ansys作為CAE行業(yè)的龍頭，選擇功能在其前后處理環(huán)境中起到及其重要的作用。尤其是前處理，CAE軟件中有兩種模型，一種是幾何模型，另一種是網(wǎng)格模型。

網(wǎng)格模型是在幾何模型的基礎(chǔ)上離散生成的，在Ansys軟件中，兩個模型在數(shù)據(jù)上并沒有合二為一，而是分別獨立地應(yīng)用在不同的工作環(huán)境下，并且用戶可以隨時切換查看并執(zhí)行對應(yīng)操作。

2. Ansys 選擇功能概覽

CAE軟件一般由前處理、求解計算和后處理三個模塊組成。

其中，前處理模塊主要用于CAE幾何模型和物理模型的建立、網(wǎng)格劃分以及物理屬性和邊界條件添加等。

求解器的核心是數(shù)值求解，類型包括結(jié)構(gòu)分析、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析等。

后處理模塊主要用來實現(xiàn)分析結(jié)果的判讀和評定，如將計算結(jié)果以彩色云圖、矢量圖、粒子流跡圖、切面等圖形方式顯示出來，或以文本、圖表等形式輸出。

CAE前處理要進行幾何清理和網(wǎng)格剖分，以及施加約束和載荷，因此需要選擇的對象也比CAD中實體模型多了一個數(shù)量級。

除了常規(guī)的點線面體外，還有網(wǎng)格模型數(shù)以百萬計的單元和節(jié)點，合理的網(wǎng)格劃分是求解收斂的基礎(chǔ)，為保證網(wǎng)格模型可以滿足計算條件，經(jīng)常需要工程人員手動修改單元節(jié)點的形狀、尺寸、連接關(guān)系等。

因此，具有前后處理功能的仿真軟件，其選擇過濾器的類型通常比CAD軟件更豐富。

3. 選擇功能入口

Ansys 選擇相關(guān)功能主要入口有兩處，一處是在Ribbon中一個單獨的選項卡“選擇”，包含了與選擇相關(guān)絕大多數(shù)功能，為選擇單獨提供一整個選項卡，可見CAE軟件中選擇功能之多。

（不過設(shè)計大師米斯說過，少即是多…手動狗頭）

另一處是在工具板中的選擇相關(guān)操作按鈕，包含了選擇模式切換、選擇過濾器切換、轉(zhuǎn)換等功能，這些是使用頻率最高的選擇功能，同時是直接對場景中的3D對象進行操作，因此要放到手邊。

4. 選擇模式

Ansys提供了較多選擇模式，不過在實體顯示時，只能進行單次選擇和框選，如果在網(wǎng)格模型顯示時，所有的選擇功能都可以使用。

SW：Ansys還真是偏向啊，憑什么實體模型就不能用套索選擇和體積選擇了??？

AN：我想是怕選擇時會有沖突…

SW：好吧。

本來筆者還在想為什么要把單選和框選分成兩個單獨選項，直接拖拽就是框選不行嗎，然后我試了一下，發(fā)現(xiàn)單選的拖拽功能另有玄機。

如圖，在單選模式下，按住鼠標左鍵拖拽，可以把光標掠過的對象全部都選中，這種選擇方式在Ansys中叫做Painting（繪畫），為復雜的網(wǎng)格模型提供了靈活的選擇模式：

5. 選擇過濾器

從思維導圖中也可以看出，Ansys除了對實體對象點線面體有過濾器外，還對有限元網(wǎng)格模型的節(jié)點、單元等對象提供了過濾器。

6. 快速選擇工具

Ansys提供的快速選擇工具很多，我想是由于單元和節(jié)點的數(shù)量眾多，在前后處理中需要對更細粒度的對象執(zhí)行操作， 因此需要更多方便的快速選取工具。

命名選擇（選擇集）

Ansys中的命名選擇，與前述軟件中選擇集功能相同，都是在不破壞模型拓撲結(jié)構(gòu)的情況下，為選中的對象創(chuàng)造一個集合。

在Ribbon中，為命名選擇添加了很多功能，如隱藏幾何體、隱藏其他等等。

但是這種功能不應(yīng)該是通用功能嗎？為什么只有命名選擇工具欄里有，工具板中沒有看到，不創(chuàng)建命名選擇就不能把選中的物項隱藏嗎？

經(jīng)過一番探索，我發(fā)現(xiàn)在場景選中物體后，右鍵菜單里是可以隱藏的，看來Ansys還不至于把這么常見的功能給忘了，不過為何如此常用的功能只能在右鍵菜單里找到，就無從得知了。

7. 選擇信息窗口

“選擇信息”窗口是一個情境彈出窗口，可以顯示選中對象的體積、質(zhì)量等屬性。當選中多個對象時，還會計算各對象的整體參數(shù)。

Ansys中還有有“詳細信息”窗口，也可以顯示對象的信息，但是比較特別的是，Ansys中的詳細信息窗口，只關(guān)聯(lián)模型樹中的對象。

對于在3D場景中選中的對象是無反饋的。并且如果選中多個對象，詳細信息窗口也不會自動計算。

與一般CAD軟件不同，Ansys的場景模型與模型樹的關(guān)聯(lián)不是實時雙向映射的，而是一種單向映射。

例如，在模型樹中選中一個模型節(jié)點，被選模型在場景中會有顏色高亮，但是這種高亮狀態(tài)并不是被選中的狀態(tài)。

此時在場景中再選中一個模型，可以看到被選中模型高亮，但是模型樹中選中的模型狀態(tài)并沒有變化。

二者并沒有關(guān)聯(lián)，場景中選中對象，在模型樹中對應(yīng)節(jié)點也不會高亮。如果想將選中對象跟蹤到模型樹，需要右鍵》轉(zhuǎn)到》模型樹中的相應(yīng)幾何體。

8. 選擇容差

選擇容差的功能看來用的頻率極低 ，Ansys把他放到了一個極不起眼的位置，甚至連一個圖表都沒有，設(shè)置窗口也很簡單。

1. 簡介

調(diào)研對象：Navisworks(簡稱NV）

領(lǐng)域：BIM

主要業(yè)務(wù)：建筑模型的審閱瀏覽、沖突檢測。

NV通常導入的是來自Revit等設(shè)計軟件中的復雜建筑模型，一般組件的層級結(jié)構(gòu)較復雜，場景尺度較大，因此讓用戶能夠快速定位到關(guān)注的物體是很重要的。

NV將物體的選擇和搜索功能放到了一起，說明搜索功能是選擇功能的一部分。

2. NV選擇功能概覽

3. 選擇功能入口

NV中，光標默認狀態(tài)是瀏覽場景，而不是選擇功能。

如下圖，NV中將鼠標模式切換到選擇模式的界面入口有2個，一是通過Ribbon中的”選擇和搜索“工具欄進行選擇相關(guān)操作，另一種是在導航欄中點擊”選擇”工具快捷按鈕。

除此之外，還可以展開隱藏在界面左側(cè)的選擇樹窗口，在其中選擇物體節(jié)點。

4. 選擇模式

NV可以在場景中點選或者框選，按住CTRL可選擇多個對象，并沒有提供套索選擇或體積選擇等功能。

切換點選和框選功能時，可以按空格鍵快速切換。

用戶還可以在選項編輯器里設(shè)置”拾取半徑”參數(shù)，半徑以像素為單位，有效值介于 1 和 9 之間，項目必須在此半徑內(nèi)才可被選中，在選擇點、線這種小東西時會用到。

5. 選擇過濾器

設(shè)置選取精度

NV中沒有選擇過濾器的說法，為了抽象各領(lǐng)域的軟件功能而進行對比，我把設(shè)置選取精度功能歸類于選擇過濾器。

在“場景視圖”中單擊物體時，NV不知道要從哪個物體級別開始選擇 ， 您指的是整個模型、圖層、實例、組還是僅幾何圖形？默認選取精度指定“選擇樹”中對象路徑的起點，以便 NV可以查找和選擇項目。

設(shè)置選取精度入口是Ribbon和右鍵菜單。

如果選取精度設(shè)置錯了或者經(jīng)常變，懶得一次次去列表里改，則可以在場景視圖中，按住shift點擊某一對象，每點擊一次都會切換一次精度。

6. 快速選擇工具

NV中的快速選擇工具在Ribbon中和場景試圖右鍵菜單中均可使用，選擇樹中也提供了快速選擇功能。

右鍵菜單中提供常用操作，包括全選、反選、按照某一特性，如名稱、材質(zhì)、幾何圖形等進行選擇。

NV也提供了選擇集（保存選擇）功能，選擇集可以在選擇樹中查看。

選擇樹

每一個三維軟件都會有一個類似的樹狀結(jié)構(gòu)，英文一般叫OUTLINE，中文翻譯過來有的叫大綱，有的叫結(jié)構(gòu)樹，承擔了不同的功能。

在許多CAD軟件里，結(jié)構(gòu)樹里包含了大量的對象，包括圖形窗口中的坐標系、材質(zhì)、特征、草圖等各種信息，也常擔任記錄操作步驟的任務(wù)。

在CAE軟件里，結(jié)構(gòu)樹里還有計算條件、計算結(jié)果等對象節(jié)點。

NV里的選擇樹指向性很明確，只包含場景中物體的結(jié)構(gòu)樹，沒有其他東西，同時只承載選擇功能，不承擔其他操作。

用此層次結(jié)構(gòu)可確定對象特定的路徑（從文件名向下，直到特定的對象）。

默認情況下，下拉列表中提供四個選項：

標準。顯示默認的樹層次結(jié)構(gòu)（包含所有實例）。

緊湊?！皹藴省边x項可顯示層次的簡化版本，省略各種項目?？梢栽凇斑x項編輯器”中自定義此樹的復雜程度。

特性。顯示基于項目特性的層次結(jié)構(gòu)。這使您可以按項目特性輕松地手動搜索模型。

集合。顯示選擇集和搜索集的列表。如果未創(chuàng)建選擇集和搜索集，則不顯示此選項。

選擇樹的特性列表，可以將具有相同特性的物體快速選中。這里與CAD的操作邏輯不同。

通常CAD軟件中是先在選擇過濾器選擇一個特性過濾器，然后用戶在場景中選擇物體時，就只能選中被過濾器規(guī)定類型的對象。

而NV中，在選擇樹種選擇某一個特性，會直接將場景中具有此特性的所有對象全部選中，而不是由用戶選擇某一單獨對象。

7. 選擇檢驗器

“選擇檢驗器”是一個可固定窗口，其中顯示所有選定對象的列表以及與這些對象關(guān)聯(lián)的快捷特性。

一方面可以通過列表的方式檢查選中物項的特性信息，用戶也可以增加一些列來查看快捷特性，NV也提供了選項讓用戶自定義快捷特性。

另一方面當選中的對象較多時，通過每一行最前面的那個類似“播放”的按鈕，可以將相機單獨定位到某個對象上且不破壞選中狀態(tài)。這個功能CAD軟件也可以借鑒。

使用選擇檢驗器，還可以直接把選中的物體及其特性可以導出csv文件，是個很方便的生成報表功能，用戶直接在場景中選擇物體就可以導出需要的特性信息了，而不用打開一個單獨的報表編輯界面，逐個添加對象和屬性項。

檢驗完選擇的物體，沒有問題可以直接保存選擇，作為一個選擇集。

選擇檢驗器的功能入口在工具欄中右下角的小角落中，且無文字標題，看起來像是個比較少用的功能。

綜上，分別選取了1款CAD軟件（Solidworks），一款CAE軟件（Ansys）、一款BIM軟件（Navisworks），對選擇功能進行分析，可以看出，雖然廣義上都是工業(yè)軟件、都包含三維對象。

但是由于面向的行業(yè)、業(yè)務(wù)、對象有差異，導致了選擇功能的差異性。

不過，通過對3款軟件進行分析，可以大概抽象出三維工業(yè)軟件選擇相關(guān)的幾個功能：

1. 選擇模式

在圖形窗口中選擇對象時，常用的幾種選擇模式：

點選（單選），即鼠標點一下選中對象。

點選（多選），一般按住Ctrl+單選，可以選中多個對象。

框選，按住鼠標拖動畫出一個方框，方框內(nèi)的選中?？蜻x又可以分為部分框選選中，和全部框選才算選中兩種。

套索選擇。

套索體積。

2. 選擇過濾器

過濾器是選擇操作中一個基本功能，過濾器有基于幾何的、功能的、也有基于業(yè)務(wù)的。

最常見的是根據(jù)對象的幾何類型進行過濾，如頂點、邊、面、體過濾器。也有根據(jù)模型的特性，比如顏色、材質(zhì)、大小進行過濾的。

也可以將選擇過濾器聚焦到具體業(yè)務(wù)，比如一輛車，用戶在選擇的時候根據(jù)車輪、車窗、座椅分別進行選擇過濾。

因此一款軟件的選擇過濾器在設(shè)計時，需要考慮實際的應(yīng)用場景和對象，不求全而求精。

下表列出了常見幾種對象的選擇過濾器，NV中沒有這些對象的過濾器，只有快速選擇工具。每個軟件里都還有許多特定的選擇過濾器，由于太多，不全列出了。

3. 快速選擇工具

快速選擇工具是讓用戶可以根據(jù)某種特征快速的選中成組對象，每個軟件都有自己獨特的工具。比較常見的有：

4. 選擇信息查看

當用戶關(guān)注選中對象的各類特征時，通常以列表的形式展示選中項的信息，最基本的信息是選中項的名稱/ID，其他信息可以根據(jù)用戶需求添加相應(yīng)的參數(shù)列。

例如NV中的材質(zhì)、顏色等特性，或者Ansys中的體積、質(zhì)心等特性。還可以提供導出表單的功能。

工業(yè)軟件中，選擇功能是所有功能實施的基礎(chǔ)，如何快速選中需要的對象是設(shè)計選擇功能時的重點，商業(yè)軟件有了比較成熟的解決方案。

但是仍需要產(chǎn)品經(jīng)理學習和創(chuàng)新，不同軟件間的交互差異體現(xiàn)軟件設(shè)計思路的差異、業(yè)務(wù)差異。

再成熟的軟件也有設(shè)計上的漏洞（雖然很多用戶已經(jīng)習慣了這些漏洞并將其作為自己的技術(shù)壁壘），不應(yīng)完全照搬，設(shè)計軟件時也不能過于求大求全，把各家的特色功能都整合到自己的軟件里，過多的功能會增加用戶的學習成本。

大而全的軟件并不適合所有人，“少即是多”的設(shè)計理念要把握好，產(chǎn)品經(jīng)理還是要根據(jù)業(yè)務(wù)場景來做取舍，為用戶提供盡可能少而精的選項。

本文由 @石寒 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理，未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載。

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