Тема: системы автоматизированного проектирования.

ЛЕКЦИЯ №19

ТЕМА: СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

План

Работа со специализированным САПР.

Возможности и области применения САПР.

Виды программного обеспечения САПР по характеру базовой комплектации.

Работа со специализированным САПР.

История создания САПР.

Англоязычный вариант названия – CAD, то есть Computer Aided Design. Изначально разработчики добивались плотного взаимодействия человеческих ресурсов и возможностей электронно-вычислительных машин. Путь достижения этой цели короток – существование платформ не длится и полвека. Условно весь период развития можно разбить на три части:

- 1970-е годы. В это время появилась уверенность, что проектирование теоретически подвергается компьютеризации. Сфера деятельности машины была невелика, в основном упор делался на возможности автоматического черчения. Такие программы получили название САЧ.

- 1980-е годы ознаменовались появлением микрокомпьютеров, поэтому все силы уходили на создание систем для них. Также этот период положил начало объемному 3D-моделированию с возможностью передачи данных.

- 1990-е годы окончили формирование базовых понятий САПРа и устранения ошибок и погрешностей. В частности, было убрано препятствие при передаче файла в одном формате на другую компьютерную систему. Когда производители пришли к единому образцу, применение платформы стало доступнее и популярнее.

С тех пор создатели только совершенствуют модели, укомплектовывают новыми функциями и облегчают работу с ними.

Можно назвать следующие ступени эволюции программы:

- работа с радиотехникой и электроникой на примитивном уровне в США, 50-е – начало 60-х годов;

- схематическое конструирование радиоэлектроники и интегральных схем в СССР, 60-е годы;

- первый шаг в развитии автоматизированного машиностроения – создание графической системы «Sketchpad» ученым Сазерлендом в 1963 г.;

- появление кривых линий и моделей неправильной формы – 1970 г.;

- в 1982 году увидел свет первый продукт компании «Autodesk» – AutoCAD, ставший первым и самым популярным САПРом для инженера.

С этого момента все производители программного обеспечения пытаются превзойти по качеству первоначальный вариант, нужно отметить, что качество некоторых аналогов Автокада уже завоевало почетное место на компьютерном рынке. Альтернативой распространенной платформе является продукт компании ZWSOFT – ZWCAD. Это новейшие технологии в сочетании с классикой систем автоматического проектирования: удобный дизайн, совместимость с форматами других программ, широкие возможности расчета, конструирования и проверки продукта в работе. Невысокая цена в сочетании с отличным качеством делает платформу востребованной во всем мире, тем более, что она переведена на многие языки. Компания предлагает возможность бесплатно протестировать пробный пакет, тем самым давая инженерам шанс «распробовать» аналог Автокада.

Состав и структура САПР.

Это обширная система, которая, не смотря на перевод, не полностью соответствует аббревиатуре CAD. В русскоязычный термин входят три базовых понятия:

- CAE (Computer-aided engineering) – программа инженерного анализа, осуществляющая расчет данных.

- CAD (Computer-Aided Design) – этап собственно проектирования и построения схем.

- CAM (Computer-aided manufacturing) – модуль по управлению результатами деятельности двух предыдущих устройств.

На деле все три технологии взаимодействуют и дают возможности в одной программе осуществлять полный цикл конструирования объектов любой сложности.

Для создания САПРа были привлечены технологии из разных сфер:

- основы телекоммуникаций;

- методы вычислительных сетей;

- широкое математическое обеспечение: от способов вычисления и статистики до элементов искусственного разума;

- компьютерные технологии для обслуживания популярных операционных систем и основных языков программирования.

Система автоматизированного проектирования САПР – это программа, которая базируется на двух основных подсистемах: проектирование и обслуживание. С помощью первой осуществляется само построение схем, чертежей. Вторая служит для управления первой.

Вот основные составляющие модули:

- Построение двумерных систем и геометрическое 3D-моделирование.

- DesPM – Design Process Management – управление процессом конструирования.

- PDM — Product Data Management – организация и оптимизация заложенных данных.

- Диалоговый модуль – дает возможность эффективного общения пользователя с программой.

- Совокупность технических средств – измерительные приборы и инвентарь для построения.

- Математическая база, включающая в себя алгоритмы решения проблем и функции преображения данных.

- Информационное обеспечение – энциклопедический набор знаний, к которому имеет доступ пользователь.

- Языковая надстройка с возможностью перевода текста.

- Базовая совокупность средств, необходимых при стандартных ситуациях проектирования.

Сфера применения определяется отраслевым назначением того или иного комплекса для автоматизации. По данному признаку классификация насчитывает 3 основные разновидности:

- MCAD. Программно-технические комплекты, разработанные для формирования проектов механизмов. Без них не обходится изготовление автомобилей, речных и морских судов, космических аппаратов. Кроме готовых изделий проектируются и конструктивные детали. Яркие представители систем проектирования из этой категории – КОМПАС, SolidWorks.

- EDA. Средства, широко используемые для конструирования как готовых электронных приборов, так и их составляющих – микросхем и печатных плат. Другое название данной категории – ECAD. Популярные у специалистов решения – OrCAD и Altium Designer.

- AEC CAD. Главное назначение этих систем заключается в автоматизированной разработке строительных и архитектурных объектов. К ним относятся промышленные и жилые здания, автомобильные и железные дороги, мосты и объекты инфраструктуры. Программные продукты для этого направления есть у AutoDesk, AutoCAD, Bentley.

Таким образом, для каждого направления инженерной деятельности есть свои продукты с предназначенным для этого функционалом. Благодаря такому разделению в каждом комплексе есть только нужные инструменты и ничего лишнего, а это упрощает и ускоряет работу инженера.

Классификация САПР.

Можно разделять все виды программ согласно следующим критериям:

1. по отраслевому назначению;

2. по цели использования;

3. по масштабам;

4. по форме основной подсистемы.

Функционал САПР.

Системы автоматизированного проектирования имеют функционал для осуществления работ на всех стадиях жизненного цикла изделия, начиная от создания проекта и заканчивая подготовкой к производству. В распоряжении специалистов по инженерии есть следующие возможности:

· оперативное принятие решений и оформление документов;

· функции для качественного управления рабочими процессами;

· доступ к технологиям параллельного проектирования изделий;

· возможность неоднократного применения готовых решений;

· максимально реалистичное математическое моделирование;

· информационная поддержка, стратегическая разработка проекта;

· опции расчета количества материалов и времени производства.

· возможность ведения группового проекта

Классический вариант позволяет инженеру выполнять геометрические построения и 3D-моделирование, наносить размеры, оперировать с графическими и текстовыми объектами и разрабатывать комплект технической документации, а также редактировать ранее созданные проекты и готовить их к приемке. Конкретный функционал зависит от того, с каким конкретно программно-техническим комплексом взаимодействует разработчик.

Примеры САПР-программ: системы автоматизированного проектирования в действии.

Автокад.

Еще недавно он занимал первую позицию на рынке систем конструирования. Софт был разработан еще в 1982 году американскими учеными, он сразу стал популярным, тем более, что на тот момент был уникальным средством компьютерного моделирования. AutoCAD предлагает возможности для инженеров всех сфер, в ее комплектации есть как широкий спектр инструментов, так и специальные модули для узкой профилизации, чтобы не загромождать интерфейс. Таким образом, можно купить наиболее удобную для работы версию. Другой вопрос – в какую сумму это обойдется.
Являясь самой популярной программой во всем мире, Автокад переведен на 18 языков, в частности, на русский. Нашим специалистам понятно все, кроме необходимой инструкции по применению. В своем арсенале продукт имеет десятки разновидностей и тысячи надстроек и модулей. Почему же сейчас все чаще ищут аналог этой системы САПР?

У платформы есть как верные защитники, так и противники. Для первых все приписываемые минусы – это лишь результат недостаточного освоения программы. Вторая группа видит следующие минусы:

- Неудобная работа с таблицами. Привычные текстовые редакторы дают больше возможностей использовать этот примитивный способ передачи информации.

- Трудность в освоении софта: большой функционал не всегда пригождается каждому пользователю, однако, загромождает интерфейс и приводит к путанице.

- Невозможность корректного импортирования чертежей, выполненных в Автокаде, в другие ПО. Это не дает пользователем возможность продолжить работу с другого компьютера, на котором установлена другая система.

- Производители уделяют много времени и сил на создание новых надстроек, однако, интерфейс побочных модулей зачастую не проработан.

- Основным недостатком является завышенная ценовая политика. Для многих инженеров стоимость Автокада остается запредельной. Тем более редко его устанавливают студенты и начинающие проектировщики. Крупным компаниям тоже становится выгоднее покупать лицензии у производителей с хорошей системой корпоративных скидок.

Таким образом, появляется необходимость в поиске лучшего САПРа, который должен отвечать ряду требований:

- оптимальный расширенный функционал, не уступающий возможностям популярного продукта;

- приятный и удобный внешний вид, понятный интерфейс, удачное расположение инструментария;

- нетрудная система обретения лицензии и последующего продления;

- возможность обновлений и добавления профильных надстроек с расширенным специализированным комплектом функций;

- легкое импортирование из одной программы в другую, совместимость форматов редактирования;

- невысокая цена и система корпоративных скидок.

NanoCAD.

Распространенный продукт российской компании NanoSoft. Большим плюсом является его родина, в связи с ней, Нанокад ориентирован на правила ГОСТа. Интерфейс остается полной имитацией работы в брендовом модуляторе. Соотносится с другими системами автоматического проектирования и легко импортируется за счет поддержания различных форматов. Имеет возможность доступа в библиотеку заготовленных схем и поддерживает обмен данными с системой NormaCS.

Из минусов выделяют нестабильную работу и частые сбои, долгую загрузку софта. И трудности при редактировании геометрии – затруднена работа со сплайнами и штриховками.

Компас.

Отечественный продукт компании АСКОН изначально планировался как программа для 3D-моделирования. Со временем появились дополнения, позволяющие вести в нем и всю сопутствующую документацию. Он также выигрывает в том, что запрограммирован на соблюдение стандартов ГОСТ. Но софт имеет ряд минусов. Формат чертежей, выполненных в Компасе, не поддерживается прочими схожими платформами. А также имеет скудные возможности в оформлении текста.

 

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой САПР?

2. Как развивался САПР в 90-е года?

3. На что направлена MCAD система?

4. Назовите основную цель разработки САПР?

5. Как классифицируется САПР?

6. Назовите достоинства САПР.

7. Какое ПО можно отнести к САПР?

8. Что представляет собой AutoCAD?

9. Что представляет собой Компас?

10. Какие ещё существуют программы относящиеся к CAD системам?

 

ЛЕКЦИЯ №19

ТЕМА: СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

План