Întrebarea nr. 1. Revizuirea sistemelor moderne de proiectare asistată de calculator (CAD).

Sistem de proiectare asistată de calculator - sistem automatizat, care implementează tehnologia informației pentru îndeplinirea funcțiilor de proiectare, este un sistem organizatoric și tehnic destinat automatizării procesului de proiectare, format din personal și un set de mijloace tehnice, software și alte mijloace de automatizare a activităților acestuia. Abrevierea CAD este, de asemenea, utilizată pe scară largă pentru a desemna astfel de sisteme.

Crearea scopurilor și obiectivelor

Ca parte a ciclului de viață al produselor industriale, CAD rezolvă problemele de automatizare a muncii în etapele de proiectare și pre-producție.

Scopul principal al creării CAD este de a crește eficiența inginerilor, inclusiv:

reducerea complexității proiectării și planificării;

reducerea timpului de proiectare;

reducerea costurilor de proiectare și fabricație, reducerea costurilor de operare;

îmbunătățirea calității și a nivelului tehnic și economic al rezultatelor proiectării;

reducerea costurilor pentru modelarea și testarea la scară completă.

Atingerea acestor obiective este asigurată de:

automatizarea documentatiei;

suport informațional și automatizare a procesului decizional;

utilizarea tehnologiilor de proiectare paralelă;

unificarea soluțiilor de proiectare și a proceselor de proiectare;

reutilizarea soluțiilor de proiectare, a datelor și a dezvoltărilor;

design strategic;

înlocuirea testării la scară completă și a prototipării cu modelarea matematică;

îmbunătățirea calității managementului proiectării;

aplicarea metodelor de proiectare și optimizare a variantelor.

Revizuire CAD

În mod tradițional, produsele CAD pentru inginerie mecanică sunt împărțite în trei clase: grele, medii și ușoare. Această clasificare s-a dezvoltat din punct de vedere istoric și, deși s-a vorbit de mult că liniile dintre clase sunt pe cale să fie șterse, ele rămân, deoarece sistemele diferă în continuare atât ca preț, cât și ca funcționalitate.

Drept urmare, există acum mai multe sisteme puternice în acest domeniu, genul de „oligarhi” ai lumii CAD, care dezvoltă în mod constant produse din clasa de mijloc și au primit distribuția de masă programe „ușoare” ieftine. Există, de asemenea, așa-numitul „strat al societății non-clase”, al cărui rol este jucat de diverse soluții specializate.

cursuri CAD. CAD greu

Tehnologia informatică nu are scopul de a automatiza legăturile tehnologice existente în mod tradițional (deoarece aceasta de obicei nu dă niciun efect, cu excepția unor modificări ale condițiilor de muncă), ci de a schimba fundamental însăși tehnologia de proiectare și producere a produselor. Numai în acest caz ne putem aștepta la o reducere semnificativă a timpului necesar pentru crearea produselor, reducerea costurilor pe întregul ciclu de viață al produsului și îmbunătățirea calității produselor.

În primul rând, în legătură cu crearea de produse complexe de inginerie mecanică, baza organizației tehnologia calculatoarelor constă în crearea unui model electronic complet al produsului, deoarece crearea de modele electronice tridimensionale adecvate produsului efectiv proiectat deschide oportunități enorme pentru crearea de produse de calitate superioară (în special produse complexe, care necesită cunoștințe intensive). ) și într-un timp mai scurt.

În mod ideal, în procesul de proiectare și fabricare a produselor complexe și cu mai multe componente, toți cei implicați în proiectare ar trebui, lucrând simultan și observând munca celuilalt, să creeze imediat modele electronice de piese, ansambluri, ansambluri, sisteme și întregul produs pe computere.

În același timp, este necesar să se rezolve simultan problemele de proiectare conceptuală, toate tipurile de analize inginerești, situații de modelare, precum și aspectul produsului și formarea contururilor externe. Fără a aștepta finalizarea completă a dezvoltării unui nou produs, aceste informații ar trebui utilizate pentru pregătirea tehnologică a producției și a producției ca atare. În plus, este necesar să se gestioneze automat toate datele create ale modelului electronic (adică structura produsului) și procesul de creare a produsului în sine și, de asemenea, să fie capabil să gestioneze structura procesului de creare. produsul.

Pentru implementarea tehnologiei informatice pentru proiectare și producție, trebuie utilizate sisteme de proiectare asistată de calculator, analiză inginerească și pregătire tehnologică (CAD/CAE/CAM) de cel mai înalt nivel, precum și sisteme de management al proiectelor (PDM - Product Data Management).

CAD clasa mijlocie

În lumea CAD clasă de mijloc a apărut mai târziu decât celelalte două - la începutul anilor 90. Anterior, numai sistemele grele scumpe aveau instrumente de modelare solidă 3D, iar programele ușoare erau folosite pentru desenul 2D. Sistemele CAD medii au ocupat o poziție intermediară între clasele grele și ușoare, moștenind de la primele capacități parametrice tridimensionale, iar de la cea din urmă - preț scăzut și accent pe Platforma Windows. Ei au revoluționat lumea CAD, deschizând calea pentru micile organizații de proiectare să treacă de la designul 2D la designul 3D. Un rol important în dezvoltarea clasei de mijloc l-au jucat două nuclee de modelare parametrică în stare solidă ACIS și Parasolid, care au apărut la începutul anilor 90 și sunt acum utilizate în multe sisteme CAD de vârf. Nuezul geometric servește la reprezentarea matematică precisă a formei tridimensionale a unui produs și pentru a controla acest model. Datele geometrice obținute cu ajutorul lor sunt utilizate de sistemele CAD, CAM și CAE pentru a dezvolta elemente structurale, ansambluri și produse. În prezent, Parasolid este deținut de EDS, iar ACIS este deținut de Dassault, care vinde oricui licențele pentru utilizarea lor. Există mulți astfel de oameni - aceste nuclee formează baza a peste o sută de sisteme CAD, iar numărul de licențe vândute a depășit un milion. Succesul este clar - la urma urmei, utilizarea unui nucleu gata făcut scutește dezvoltatorii de sisteme de rezolvarea sarcinilor de modelare solide care necesită timp și le permite să se concentreze asupra interfeței cu utilizatorul și a altor funcții. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că toate sistemele CAD din clasa de mijloc sunt construite pe baza acestor mecanisme. Multe companii apreciază independența și preferă să-și dezvolte propriile motoare.

Analiștii consideră că sistemele care costă aproximativ 5-6 mii de dolari pe loc (prețuri în SUA) sunt din clasa de mijloc. Pentru comparație: pentru sistemele CAD grele, un loc de muncă costă aproximativ 20 de mii de dolari, dar În ultima vreme furnizorii au lansat versiuni mai ușoare ale produselor care costă mai puțin.

Potrivit prognozei companiei de analiză Daratech, creșterea clasei de mijloc va continua, fiind de așteptat ca până în 2008 piața să crească cu 11% pe an. Motivul pentru o astfel de dinamică pozitivă este afluxul activ de noi utilizatori din ambele tabere adiacente - sisteme grele și ușoare. Astfel, potrivit analiștilor, acum există din ce în ce mai mulți producători care sunt nemulțumiți de rentabilitatea slabă a investițiilor lor în produse scumpe și caută variante mai ieftine. Pe de altă parte, globalizarea, creșterea concurenței și scăderea economiei globale obligă întreprinderile mici și mijlocii să treacă de la CAD 2D la 3D pentru a accelera lansarea de noi produse și pentru a le îmbunătăți calitatea. Tranziția este determinată de compatibilitatea îmbunătățită între sistemele 2D și 3D și de beneficiile sporite ale productivității software-ului CAD de gamă medie. Sistemele CAD de dimensiuni medii au acum o gamă largă de consumatori potențiali, iar aceștia, de bunăvoie sau sub presiunea pieței, vor fi nevoiți să le implementeze mai devreme sau mai târziu. Extinderea funcționalității acestor produse joacă, de asemenea, în mâinile „țăranilor de mijloc.” Drept urmare, întreprinderile care doresc un instrument de modelare 3D fiabil, dar se pot descurca fără instrumente CAD grele foarte dezvoltate, au acum opțiuni suplimentare pentru selectarea software-ului La urma urmei, furnizorii au susținut anterior că sistemele CAD medii au 80% din funcțiile produselor grele, iar prețul lor este de doar 20% din cost. sisteme scumpe. Acum, potrivit analiștilor de la Daratech, „țăranii mijlocii” se apropie de 90% din punct de vedere al capacităților și 50% din punct de vedere al costului.

Desigur, nici acest decalaj de 10% nu poate fi redus. De exemplu, întreprinderile din industria auto și aerospațială au nevoie urgentă de funcționalități avansate care se găsesc doar la „greutatea”. Prin urmare, distincția dintre aceste două clase există și va rămâne în viitorul apropiat, deoarece dezvoltatorii ambelor sisteme nu stau. cu nerabdare, dar va continua să vă îmbunătățiți produsele.

SolidWorks a devenit un pionier în domeniul sistemelor CAD de dimensiuni medii. În 1993, a introdus un produs cu același nume, care avea un nucleu geometric tridimensional, care, potrivit creatorilor, era aproape ca capabilități de mecanismele de modelare în stare solidă pentru sisteme grele, dar era mult mai ieftin. Curând, exemplul pionierului a fost urmat de Solid Edge, care a lansat software-ul CAD cu același nume, și apoi de Autodesk. Ea a dezvoltat mai întâi programul 3D Mechanical Desktop bazat pe AutoCAD 2D, apoi a creat noul software Inventor. Pe lângă aceste sisteme, există multe alte sisteme CAD de clasă mijlocie pe piață, de exemplu think3, Cadkey, Alibre. Printre ele există și evoluții rusești. Astfel, compania ASCON promovează sistemul KOMPAS bazat pe propriul nucleu geometric, iar compania Top Systems promovează programul T-Flex bazat pe kernel-ul Parasolid deținut de UGS. De asemenea, au trecut printr-o lungă cale de dezvoltare și au achiziționat instrumente încorporate pentru modelarea suprafețelor, managementul documentelor (PDM), pregătirea tehnologică a producției (CAM) etc., dar în același timp sunt semnificativ mai ieftine decât omologii lor străini și sunt inițial concentrate pe standardele interne și tehnicile de proiectare.

CAD ușor

Programele din această categorie sunt folosite pentru desenul bidimensional, așa că de obicei sunt numite tablă electronică de desen. Până în prezent, au adăugat unele capabilități 3D, dar nu au instrumentele de modelare parametrică pe care le au sistemele CAD grele și medii.

Primul sistem de desen, Sketchpad, a fost creat la începutul anilor 60, iar apoi au apărut multe alte produse de acest gen, folosind progresele graficii pe computer. Cu toate acestea, adevărata înflorire în acest domeniu a venit abia în anii 80 odată cu apariția calculatoare personale. În urma scăderii costurilor echipamentelor, a avut loc o prăbușire a prețurilor la sistemele CAD.

Pionierul în acest domeniu a fost Autodesk, care în 1983 a lansat un sistem CAD pentru PC numit AutoCAD. Succesul a fost fenomenal - deja în 1987 s-au vândut 100 de mii de exemplare AutoCAD, iar astăzi acest număr depășește patru milioane. Drept urmare, Autodesk a reușit să câștige o cotă echitabilă din piața CAD, înlocuind cei grei din segmentul software-ului de desen 2D. Ceilalți jucători au urmat exemplul pionierului. Așadar, în 1984, Bently a introdus programul Microstation, care a devenit principalul competitor al AutoCAD, pe lângă ele, acum există multe alte sisteme CAD „ușoare”, inclusiv DataCAD al aceleiași companii, TurboCAD de la IMSI, SurfCAM de la Surfware și altele. Aceste produse sunt mai simple și mai ieftine (100 USD - 4.000 USD) decât sistemele CAD grele și medii, deci sunt solicitate în ciuda recesiunii economice actuale. Ca urmare, sistemele „ușoare” au devenit cel mai comun produs de automatizare a designului, un fel de " cal de bataie„din lumea CAD.

Pe lângă CAD greu, mediu și ușor, există CAD specializat, design industrial, proiectarea constructiei(beton armat), proiectare arhitecturala.

Potrivit opiniei unanime a analiștilor, piața globală CAD a ajuns la maturitate. S-a dezvoltat și a crescut rapid în ultimul deceniu al secolului trecut. Dar până în 2000, toate companiile care aveau nevoie de software CAD le-au achiziționat și a devenit dificil să găsești noi utilizatori. Iar când a început recesiunea economică în Occident, creșterea pieței CAD a încetinit: conform companiei de analiză Daratech, în 1999, vânzările de sisteme CAD/CAM/CAE au crescut cu 11,1% pe an în 1999 și cu 4,7% în 2000. , în 2001 - cu 3,5%, iar în 2002 - cu 1,3%. În același timp, creșterea cifrei de afaceri a furnizorilor de top CAD a încetat. Daratech estimează că în 2002 piața CAD valora 6,2 miliarde de dolari (cheltuielile utilizatorilor pentru software și servicii); în 2003, vânzările au scăzut cu 4,5%.

Deci, la începutul secolului, a venit un punct de cotitură pentru piața CAD. Într-o astfel de situație, companiile fuzionează de obicei și caută noi direcții de creștere. Un exemplu este achiziționarea de către EDS în 2001 a doi dezvoltatori cunoscuți de sisteme CAD grele - Unigraphics și SDRC. Această afacere a creat o adevărată senzație în segmentul CAD. Cu toate acestea, acum succesul achiziției este pus la îndoială, deoarece EDS urmează să vândă divizia UGS PLM, formată din fuziunea Unigraphics și SDRC. În ceea ce privește căutarea de noi direcții, furnizorii de top promovează acum în mod activ conceptul de PLM (Product Lifecycle Management), care implică gestionarea informațiilor despre un produs de-a lungul întregului său ciclu de viață. Implementarea PLM promite multe beneficii întreprinderilor, dar implică costuri pentru achiziționarea de software suplimentar (de exemplu, sisteme de management al datelor de inginerie - PDM) și reorganizarea proceselor de proiect.

Astfel, dezvoltarea pieței CAD urmează două căi - evolutivă și revoluționară. La un moment dat, primele sisteme CAD pentru computere și sisteme din clasa de mijloc au produs o revoluție revoluționară. Acum piața se dezvoltă evolutiv: funcționalitatea produselor se extinde, productivitatea se îmbunătățește și ușurința în utilizare. Dar poate o altă revoluție ne așteaptă curând. Analiștii de la Cambashi cred că acest lucru se va întâmpla atunci când furnizorii de CAD vor începe să folosească baze de date standard de tip SQL pentru a stoca date de inginerie (desene, modele 3D, lista de materiale etc.) în loc de structuri de fișiere. Ca rezultat, informațiile de inginerie vor deveni structurate și vor fi mult mai ușor de gestionat decât este acum.

In spate anul trecut O adevărată descoperire a fost observată în design. Desenele și modelele au migrat în spațiul virtual, procesul de prelucrare a datelor s-a accelerat considerabil, un numar mare de noile evoluții pe piața sistemelor CAD. Toate pot fi împărțite în două grupuri mari - străine și interne.

Evoluții străine

În străinătate, sistemele automate de proiectare au început să fie utilizate mult mai devreme. Aici a fost dezvoltată și o clasificare a sistemelor CAD - pentru inginerie mecanică, inginerie electrică, construcții etc. Următoarele companii sunt considerate trendsetter:

• Autodesk. Un lider mondial recunoscut care oferă cele mai bune produse. Compania s-a bucurat de succes după lansare Soluții AutoCAD. Pentru consumatorii ruși a devenit o mană cerească. Produsele populare pentru design 2D sunt oferite de compania POINT - https://www.pointcad.ru/product#prod_2d.
• Soluții Unigraphics. Compania a câștigat publicitate după încheierea unui contract cu General Motors. Dezvoltatorii au scris aproape toate recenziile sistemelor CAD cu accent pe gigantul auto, așa că direcția de asistență este foarte specifică.

• IMB ETS. Succesul se datorează companiei franceze controlate Dassault, care produce SolidWorks, CATIA, Deneb, MicroCADAM. Există soluții pentru aproape toate domeniile industriei.

• PTC. Sistemul principal este Pro/Engineer. Recent a suferit multe actualizări și, prin urmare, merită atenție. Mânca pachet special pentru corporațiile de construcții navale.

Revizuirea sistemelor CAD produse pe plan intern

Pe piata ruseasca Sunt și jucători demni. Printre ei:

• ASCON. Popularitatea COMPASS crește într-un ritm vizibil. Și totul pentru că sistemul este destinat în primul rând dezvoltatorilor autohtoni.

• Intermech. Cu produsul său Cadmech, compania din Minsk câștigă treptat avânt. Unul dintre avantaje este un sistem bine dezvoltat de completare a documentației.

• Sisteme de top. Dezvoltatorul de la Moscova, care ne-a oferit T-FLEX CAD, a trecut de mult granițele Rusiei și a început să se răspândească în Europa.

Majoritatea producătorilor ruși lucrează cu sisteme AutoCAD, KOMPAS și SolidWorks. Să le privim mai detaliat.

AutoCAD

Liderul incontestabil. Pentru mulți, AutoCAD este standardul. Într-adevăr, software-ul Autodesk are o serie de avantaje:

• Set bogat de funcții. Cele mai multe dintre cele mai noi evoluții apar aici mai întâi.

• Suport tehnic. Recenziile actuale ale sistemului CAD și capacitățile acestuia sunt întotdeauna disponibile publicului.

• Actualizări și extensii. Produsul este în continuă dezvoltare și îmbunătățire.

• Cerințe scăzute. Unul dintre factorii cheie. AutoCAD nu necesită computere prea puternice.

BUSOLĂ

Nici o singură revizuire a sistemelor CAD/CAM din Rusia nu este completă fără a menționa KOMPAS. Și există mai multe motive pentru aceasta:

• Concentrați-vă pe piața internă. Programul a fost dezvoltat inițial în limba rusă, toate instrucțiunile pot fi citite.

• Biblioteca GOST. Un plus incontestabil. Proiectarea cu o bibliotecă GOST gata făcută este mult mai convenabilă și mai profitabilă.

• Compatibilitate versiuni. Una dintre problemele sistemelor străine este că desenele create în versiuni mai vechi, cel mai probabil, nu se vor deschide în altele noi. Totul aici este mult mai simplu și mai prietenos.

SolidWorks

Un sistem mai puțin popular decât precedentele. Acest lucru se datorează în principal cerințelor de înaltă performanță ale computerului. Cu toate acestea, SolidWorks are o interfață intuitivă și unele caracteristici nu sunt disponibile în alte produse.

Alegerea în favoarea unuia sau altuia pachet de software se face pe baza unei analize atente. AutoCAD poate rezolva majoritatea problemelor, dar uneori sunt necesare funcții specifice și țintirea unei piețe specifice. În unele cazuri, costul și cerințele produsului, complexitatea acestuia și disponibilitatea specialiștilor calificați vin în prim-plan.

Comentarii:

Panasonic a lansat camera hibridă fără oglindă Lumix G95. ...

Pielea netedă și bine îngrijită este unul dintre canoanele moderne ale frumuseții, așa că fiecare fată și femeie...

Compania Samsung a anunțat începerea producției în masă a chipset-urilor 5G multimode. Ei includ...

Producătorul indian de televizoare Vu a introdus trei noi serii de televizoare: Pixelight TV, UltraSmar...

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

Introducere

Concurența acerbă domnește de mult în producția industrială. Pentru a supraviețui în aceste condiții dificile, întreprinderile trebuie să producă produse noi cât mai repede posibil, să-și reducă costurile și să îmbunătățească calitatea. În acest sens, ei sunt ajutați de sistemele moderne de proiectare asistată de computer (CAD), care fac posibilă facilitarea întregului ciclu de dezvoltare a produsului - de la dezvoltarea unui concept până la crearea unui prototip și lansarea acestuia în producție. Acest lucru accelerează semnificativ procesul de creare a produselor noi, fără a compromite calitatea. Prin urmare, acum nici o singură întreprindere de proiectare sau industrială nu poate face fără CAD. Și deși aceste sisteme reprezintă doar aproximativ 3% din piața de software, ele joacă un rol foarte important deoarece ajută la crearea unor produse fără de care este imposibil să ne imaginăm viața de zi cu zi: mașini, avioane, electrocasnice, echipamente industriale și, prin urmare, sunt una dintre forțele motrice ale industriei moderne și ale economiei globale.

Progresul științei și tehnologiei, nevoia de noi produse industriale determină necesitatea de a efectua lucrări de proiectare la scară largă.

Proiectarea mașinilor și a sistemelor de mașini este un proces dinamic în mai multe etape. Acest proces este creativ, cu mai multe fațete și destul de intensivă în muncă. De regulă, proiectarea mașinilor, inclusiv a mașinilor și echipamentelor de ridicare și transport, de construcții și rutiere, este realizată de o echipă mare de diverși specialiști, folosind numeroase metode și tehnici de calcul, experimentale, euristice.

Cerințele privind calitatea proiectelor și momentul implementării acestora devin din ce în ce mai stricte pe măsură ce crește complexitatea obiectelor proiectate și crește importanța funcțiilor pe care le îndeplinesc. Este imposibil să se satisfacă aceste cerințe prin simpla creștere a numărului de proiectanți, deoarece posibilitatea implementării paralele a lucrărilor de proiectare este limitată, iar numărul de lucrători de inginerie și tehnici din organizațiile de proiectare ale țării nu poate fi crescut semnificativ. Problema poate fi rezolvată pe baza automatizării designului - utilizare pe scară largă tehnologia calculatoarelor.

Scopul automatizării proiectării este de a îmbunătăți calitatea, de a reduce costurile materialelor, de a reduce timpul de proiectare și de a elimina tendința de creștere a numărului de lucrători ingineri și tehnici implicați în proiectare, crescându-le productivitatea muncii.

CAD este un sistem organizatoric și tehnic format dintr-un set de instrumente de automatizare a proiectării, interconectate cu departamentele organizației de proiectare și care realizează proiectarea asistată de calculator.

1 . Descrierea generală a sistemelor de proiectare asistată de calculator,scopurile și domeniile lor de aplicare

1.1 Descrierea generală a sistemelor de proiectare asistată de calculator

CAD este un sistem organizatoric și tehnic care face parte din structura unei organizații de proiectare și realizează proiectarea utilizând un set de instrumente de proiectare asistată de calculator (CAD).

Interacțiunea departamentelor unei organizații de proiectare cu un set de instrumente de automatizare a proiectării este reglementată de suport organizațional.

Funcția principală a CAD este de a realiza proiectarea asistată de calculator la toate etapele sau la fiecare etapă de proiectare a obiectelor și a componentelor acestora.

Când creați sisteme CAD și componentele acestora, ar trebui să vă ghidați după următoarele principii de bază:

Unitatea sistemului;

Compatibilitate;

Tipizare;

Dezvoltare.

Principiul unității sistemului ar trebui să asigure integritatea sistemului și coerența sistemică a proiectării elementelor individuale și a întregului obiect de proiectare în ansamblu (design ierarhic).

Principiul compatibilității ar trebui să asigure funcționarea în comun a componentelor CAD și să mențină un sistem deschis în ansamblu.

Principiul tipificării este de a se concentra pe crearea și utilizarea primară a elementelor CAD standard și unificate. Elementele care au perspectiva unei utilizări repetate sunt supuse tipizării. Elementele standard și standardizate sunt examinate periodic pentru conformitatea cu cerințele CAD moderne și modificate după cum este necesar.

Crearea unui sistem CAD ținând cont de principiul tastării ar trebui să includă:

Dezvoltarea unei versiuni de bază a KSAP și (sau) a componentelor acestuia;

Crearea unei modificări a CSAP și (sau) a componentelor acestuia pe baza versiunii de bază.

Principiul dezvoltării ar trebui să asigure completarea, îmbunătățirea și actualizarea componentelor CAD, precum și interacțiunea și extinderea relațiilor cu sistemele automatizate diverse niveluriși scop funcțional.

Lucrările privind dezvoltarea CAD și modernizarea componentelor CAD se desfășoară conform specificațiilor tehnice.

Ca produs finit, CAD este o combinație a următoarelor componente:

· mijloace tehnice care asigură recepția automată a soluțiilor de proiectare;

· programe care controlează funcționarea mijloacelor tehnice și realizează proceduri de proiectare;

· date necesare executării programului;

· documentație care conține toate informațiile necesare pentru realizarea proiectării asistate de calculator folosind acest sistem CAD.

Pentru implementarea sarcinilor utilizatorului, sunt necesare instrumente software - instrucțiuni precise și detaliate care conțin o secvență de acțiuni pentru procesarea informațiilor. Calculatorul în sine nu are cunoștințe în niciun domeniu al aplicației sale; toate aceste cunoștințe sunt concentrate în programele executate pe computer. Software-ul CAD include un set de programe cu diverse scopuri care asigură funcționarea unui sistem informatic și soluționarea problemelor de proiectare asistată de calculator.

La structurarea software-ului se folosesc conceptele de sisteme software, sisteme software, complexe și componente. Un pachet software de aplicație este un set de programe unite printr-o aplicație comună, de exemplu. posibilitatea executării în comun sau concentrarea pe o anumită clasă de sarcini. Un complex, așa cum este definit în Unified System of Program Documentation (USPD), este un program complex care poate fi împărțit în părți componente. Componentele sunt componente ale programelor care au propriul lor scop funcțional. Conceptul de „complex - componentă” este similar cu conceptul de „sistem - element” în proiectarea ierarhică bloc a sistemelor complexe, prin urmare, pe fiecare nivel ierarhic design software, aceste concepte sunt umplute cu conținutul lor specific. Astfel, sistemul de operare ES OS este un complex, iar compilatorul FORTRAN este componenta acestuia. La nivelul de proiectare al compilatorului, acesta este considerat un complex, iar analizatorul și generatorul de cod sunt componentele sale.

Părțile structurale constitutive ale CAD, legate rigid de structura organizatorică a organizației de proiectare, sunt subsisteme în care, cu ajutorul unor complexe specializate de instrumente, se rezolvă o secvență completă funcțional de sarcini CAD.

În funcție de scopul lor, subsistemele sunt împărțite în proiectare și întreținere.

Proiectarea subsistemelor. Ele sunt orientate pe obiecte și implementează o anumită etapă (etapă) de proiectare sau un grup de sarcini de proiectare direct legate.

Exemple de subsisteme de proiectare: proiectarea preliminară a produselor, proiectarea pieselor caroseriei, proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare.

Subsisteme de service. Astfel de subsisteme au o aplicație la nivelul întregului sistem și oferă suport pentru funcționarea subsistemelor de proiectare, precum și proiectarea, transmiterea și producerea rezultatelor obținute în acestea.

Exemple de subsisteme de servicii: bancă de date automatizată, subsisteme de documentație, subsistem grafic de intrare-ieșire.

Formarea și utilizarea modelelor unui obiect de proiectare în probleme aplicate este realizată de un set de instrumente de proiectare asistată de calculator (CAD) ale unui sistem (sau subsistem).

Părțile structurale ale sistemului KSAP sunt diverse seturi de instrumente, precum și componente de sprijin organizațional.

Complexele de mijloace sunt clasificate ca produse industriale care urmează să fie fabricate, replicate și utilizate ca parte a CAD și sunt documentate ca produse specificate.

Complexele de instrumente sunt împărțite în complexe de instrumente de un tip de suport (tehnic, software, informațional) și combinate.

Complexele de mijloace ale unui tip de suport conțin componente ale unui tip de suport; complexe de mijloace combinate - un set de componente de diferite tipuri de suport.

KSAP combinat legat de produse pentru scopuri industriale și tehnice sunt împărțite în:

· program și metodologie (PMK);

· software și tehnic (PTK).

Un complex software și metodologic este un set interconectat de componente software, informații și suport metodologic (inclusiv componente de suport matematic și lingvistic) necesare pentru a obține o soluție completă de proiectare pentru un obiect de proiectare (una sau mai multe dintre părțile sale sau obiectul în ansamblu) sau pentru a efectua proceduri unificate.

În funcție de scop, PMC-urile sunt împărțite în sistem și de bază.

PMC-urile la nivel de sistem sunt destinate obiectelor de proiectare și, împreună cu sistemele de operare ale computerelor, sunt mediul de operare în care funcționează complexele de bază.

PMC-urile de bază pot fi orientate pe probleme și pe obiecte, în funcție de dacă implementează proceduri de proiectare care sunt unificate sau specifice unei anumite clase de obiecte.

PMC-urile orientate spre probleme pot include software conceput pentru ordonarea automată a datelor sursă, cerințe și restricții pentru obiectul de proiect în ansamblu sau pentru unitățile de asamblare; selectarea principiului fizic de funcționare a obiectului de proiectare; alegere solutii tehniceși structura obiectului de proiectare; evaluarea indicatorilor de calitate (fabricabilitate) structurilor, proiectarea traseelor ​​de prelucrare a pieselor.

PMC-urile orientate pe obiect reflectă trăsăturile obiectelor de design ca domeniu total de subiect. Astfel de PMC-uri, de exemplu, includ PMC-uri care suportă proiectarea automată a unităților de asamblare; proiectarea pieselor pe baza de soluții standard sau împrumutate; piese bazate pe sinteza lor din elemente de formă; procese tehnologice pe tipuri de prelucrare a pieselor etc.

Complexul software și hardware este un set interconectat de componente hardware.

În funcție de scopul sistemelor hardware și software, acestea se disting: stații de lucru automatizate (AWS); complexe de calcul central (CCC).

Complexele de instrumente își pot combina resursele de calcul și informații, formând local retele de calculatoare subsisteme sau sisteme în ansamblu.

Părțile structurale ale complexelor de instrumente sunt componente ale următoarelor tipuri de suport: software, informațional, metodologic, matematic, lingvistic și tehnic.

Componentele tipurilor de suport îndeplinesc o funcție dată și reprezintă cel mai mic (indivizibil) element CAD dezvoltat (sau achiziționat) independent (de exemplu, un program, instrucțiuni, afișaj etc.). Funcționarea eficientă a CSAP și interacțiunea părților structurale ale CAD la toate nivelurile ar trebui realizate prin concentrarea pe interfețe standard și protocoale de comunicare care asigură interacțiunea complexelor de instrumente.

Funcționarea eficientă a KSAP ar trebui realizată prin dezvoltarea de comun acord (coordonare cu cele achiziționate) a componentelor incluse în complexele de fonduri.

KSAP al subsistemelor de servire, precum și hardware-ul individual și sistemele de control ale acestor subsisteme pot fi utilizate în funcționarea tuturor subsistemelor.

PMC-urile la nivel de sistem includ software, informații, metodologie și alte tipuri de asistență. Acestea sunt concepute pentru a efectua proceduri unificate pentru gestionarea, monitorizarea, programarea procesului de calcul, distribuirea resurselor CAD și implementarea altor funcții care sunt comune subsistemelor sau sistemelor CAD în ansamblu.

Exemple de PMC la nivel de sistem: sisteme de monitorizare, sisteme de gestionare a bazelor de date, sisteme de recuperare a informațiilor, instrumente de grafică computerizată, subsistem de suport pentru modul de dialog etc.

Sisteme de monitorizare pentru controlul funcționării mijloacelor tehnice în CAD. (Monitor este un program de control).

Principalele funcții ale sistemelor de monitorizare sunt: ​​generarea de sarcini cu controlul unui pachet de sarcini, resurse necesare și disponibile, drepturi de acces la baza de date cu stabilirea priorității și a numărului de coadă; Prelucrarea directivelor din limbajele de management al sarcinilor și sarcinilor, precum și răspunsul la întreruperi prin interceptarea controlului, analiza cauzelor și interpretarea acestora în termeni pe înțelesul proiectantului; deservirea fluxurilor de sarcini cu organizarea dialogului și a suportului grafic interactiv în condiții de funcționare paralelă a subsistemelor; managementul proiectării în moduri automate cu analiza calitatii executiei operatiunilor de proiect, verificarea criteriilor de repetare a unei etape sau continuarea unui traseu, alegerea opțiuni alternative traseu; menținerea și optimizarea statisticilor de funcționare a sistemului; distribuirea resurselor CAD ținând cont de prioritățile sarcinilor, sarcinilor și subsistemelor, sarcinilor planificate și instrucțiunilor și solicitărilor curente; protecția resurselor și a datelor împotriva accesului neautorizat și a impacturilor neintenționate.

Sistemele de recuperare a informațiilor (IRS) în CAD îndeplinesc funcții precum umplerea fondului de informații (biblioteca de informații) cu informații; prelucrarea aritmetică a datelor digitale și prelucrarea lexicală a textelor; prelucrare cereri de informatii pentru a găsi informațiile solicitate; prelucrarea datelor de ieșire și generarea documentelor de ieșire. Particularitățile IPS sunt că interogările către acestea sunt generate nu în mod programatic, ci direct de către utilizatori și nu într-un limbaj formal, de înțeles pentru monitor, și în limbaj natural sub forma unei secvențe de cuvinte cheie - descriptori. Lista de descriptori conținută în toate descrierile acceptate pentru stocare constituie un dicționar de descriptori sau tezaur și este destinată formării instrucțiunilor de căutare.

Există, de asemenea, IPA-uri mai complexe în comparație cu cele de descriptor. Un rol important în ele îl joacă limbajul de regăsire a informațiilor, care ține cont de relațiile semantice dintre obiectele informaționale. Acest lucru vă permite să reduceți numărul de constructe de limbaj recunoscute incorect și să procesați cererile pe baza diferitelor criterii de corespondență semantică.

Sistemul de management al bazelor de date (DBMS) este un complex software și metodologic pentru asigurarea lucrului cu o bază de informații organizată sub forma unei structuri de date.

Băncile de date sunt cea mai înaltă formă de organizare a informațiilor în sistemele CAD mari. Sunt sisteme de informații și de referință orientate spre probleme care oferă informații informatie necesara, independent de sarcinile specifice de întreținere și stocare a matricelor de informații și de emitere a informațiilor necesare la cererea utilizatorilor sau a programelor. Băncile de date folosesc informații faptice.

SGBD îndeplinește următoarele funcții principale: definirea bazelor de date, adică descrierea nivelurilor conceptuale, externe și interne ale schemelor; scrierea datelor în baza de date; organizarea stocării, modificarea, adăugarea, reorganizarea datelor; asigurarea accesului la date (căutare și regăsire).

Pentru a defini datele și pentru a le accesa, SGBD are instrumente lingvistice. Astfel, definirea datelor, constând într-o descriere a structurilor acestora, este furnizată folosind un limbaj de definire a datelor. Funcțiile de acces la date sunt implementate folosind un limbaj de manipulare a datelor și un limbaj de interogare. Pe baza tipului de structuri susținute, există: următoarele tipuri SGBD:

ierarhic

· rețea

relaționale

Complexele software și metodologice de grafică pe computer asigură interacțiunea dintre utilizator și computer la schimbul de informații grafice, rezolvarea problemelor geometrice, formarea imaginilor și producerea automată a informațiilor grafice. Interacțiunea grafică dintre utilizator și computer (așa-numita metodă de acces grafic) se bazează pe rutine de intrare-ieșire, care asigură primirea și procesarea comenzilor de la dispozitivul de intrare-ieșire și emiterea de acțiuni de control asupra acestor dispozitive. Rezolvarea problemelor geometrice (modelarea geometrică) se rezumă la transformarea informațiilor grafice, care reprezintă execuția într-una sau alta succesiune a operațiilor grafice elementare precum deplasarea, rotația, scalarea etc. Pentru modelarea geometrică se folosește PMC-ul, în care, pe lângă operațiile grafice elementare individuale, pot fi implementate transformări grafice ale imaginilor tridimensionale, proceduri de construire a proiecțiilor, secțiunilor etc.. Software-ul de transformare grafică oferă de obicei instrumente pentru generarea unor imagini frecvent utilizate, gestionarea unei baze de date grafice. , și depanarea subrutinelor grafice.

Modul de dialog este asigurat de software și complexe metodologice care introduc, controlează, editează, convertesc și scot informații grafice și/sau simbolice. Introducerea de la distanță conversațională a sarcinilor oferă introducerea și editarea sarcinilor prin canale de comunicare, executarea sarcinilor în modul lot și transmiterea rezultatelor prin linii de comunicație către terminale la distanță. Sistemele CAD pot folosi atât PMC-uri interactive de uz general, cât și specializate. Este recomandabil să folosiți PMC-uri de uz general în etapele inițiale de creare și operare a sistemelor CAD pentru a testa și testa metodologia de proiectare, tehnologia de procesare a datelor și programele de aplicație. În viitor, este posibilă modificarea PMC-ului ținând cont de cerințele specifice pentru organizarea dialogului în CAD. În acest caz, este necesar să se țină cont de prezența unui mod interactiv sau în lot pentru procesarea cererilor; orientarea sistemului spre un utilizator non-programator; capacitatea de a extinde sistemul prin includerea de programe de aplicații interactive în limbaje de nivel înalt; capacitatea de a controla dialogul folosind „meniuri” și directive, dezirabilitatea de a comunica în limba maternăși așa mai departe.

Exemple de PMC-uri pentru furnizarea de moduri interactive: un sistem pentru controlul interactiv al introducerii sarcinilor, un sistem de mod de partajare a timpului etc.

Funcționarea CAD este posibilă numai cu prezența și interacțiunea următoarelor instrumente:

- software;

- suport informativ;

- suport metodologic;

- suport lingvistic;

- suport tehnic;

- suport organizatoric.

Acum să înțelegem pe scurt scopul fiecărei componente a instrumentelor CAD

software CAD este o colecție a tuturor programelor și a documentației operaționale necesare pentru realizarea proiectării asistate de calculator. Software-ul este împărțit în sistem general și software special (aplicație). Software-ul la nivelul întregului sistem este destinat organizării funcționării mijloacelor tehnice, adică pentru planificarea și gestionarea procesului de calcul, distribuirea resurselor disponibile și este reprezentat de diverse sisteme de operare. Software-ul special implementează suport matematic pentru implementarea directă a procedurilor de proiectare.

Suport pentru informații CAD. Baza sunt datele pe care designerii le folosesc în timpul procesului de proiectare direct pentru a dezvolta soluții de proiectare. Aceste date pot fi prezentate sub forma anumitor documente pe diverse medii care conțin informații de referință despre materiale, parametrii elementelor, informații despre starea dezvoltărilor actuale sub formă de soluții de proiectare intermediare și finale.

Metodic Suport CAD. Suportul metodologic al CAD este înțeles ca documentele cuprinse în componența sa care reglementează procedura de funcționare a acestuia. Mai mult, documentele legate de procesul de creare CAD nu sunt incluse în suportul metodologic. Deci, practic, documentele de sprijin metodologic sunt de natură instructivă, iar elaborarea lor este un proces creativ.

software CAD. Baza o constituie algoritmii prin care este dezvoltat software-ul CAD. Printre diferitele elemente ale software-ului matematic, se numără elemente invariante - principii de construire a modelelor funcționale, metode de rezolvare numerică a elementelor algebrice și ecuatii diferentiale, formularea problemelor extreme, căutarea extremumului. Dezvoltarea software-ului este cea mai dificilă etapă a creării unui sistem CAD, de care depinde în mare măsură productivitatea și eficiența sistemului CAD în ansamblu.

Suport CAD lingvistic. Baza este alcătuită din instrumente lingvistice speciale (limbaje de proiectare) menite să descrie procedurile de proiectare asistată de computer și soluțiile de proiectare. Partea principală a suportului lingvistic este limbile de comunicare între oameni și computere.

Suport tehnic CAD. Aceasta este crearea și utilizarea de computere, plottere, echipamente de birou și tot felul de dispozitive tehnice, facilitând procesul de proiectare asistată de calculator.

organizatoric SecuritateCAD Acest paragraf prescrie personalizarea departamentelor CAD cu specialiști competenți profesional, care au abilitățile și cunoștințele necesare pentru a lucra cu componentele CAD enumerate mai sus. Eficiența și calitatea întregului complex CAD (poate chiar întreaga producție) vor depinde de munca lor.

1.2 Scopuri și domenii de aplicare ale CAD

În producția rusă, conceptul de sistem de proiectare asistată de computer (CAD) include de obicei CAD, CAE și CAM, deși designerii străini asociază CAD doar cu CAD.

În funcție de obiectul de design CAD, este obișnuit să de-

se toarnă în cel puțin două tipuri principale:

CAD (Computer-Aided Design). Aici Computer - computer, Asistat - cu ajutorul, Proiectare - proiect, pentru a proiecta. Astfel, termenul CAD poate fi tradus ca „proiectare asistată de computer”. Aceste sisteme efectuează modelări geometrice volumetrice și plane, calcule și analize de inginerie, evaluarea soluțiilor de proiectare și realizarea de desene. Într-o formulare mai strictă, CAD este un pachet software destinat proiectării (dezvoltării) instalațiilor de producție (sau construcției), precum și pregătirii documentației de proiectare și/sau tehnologice. Sistemele CAD moderne sunt utilizate împreună cu sistemele de automatizare CAE pentru calcule și analize inginerești sau conțin instrumente de automatizare integrate pentru calcule și analize inginerești. Datele din sistemul CAD sunt transferate într-un sistem CAM pentru dezvoltarea automată a programelor de control pentru echipamente CNC sau GAPS (Flexible Automated Manufacturing Systems). Lucrul cu CAD presupune de obicei crearea unui model geometric al unui produs (bidimensional sau tridimensional, solid), generarea documentației de proiectare (desene de produs, specificații etc.) pe baza acestui model și întreținerea ulterioară a acestuia.

Trebuie remarcat faptul că termenul rusesc „CAD” în raport cu sisteme industriale are o interpretare mai largă decât CAD - include CAD, CAM și CAE.

Tehnologia de fabricație CAD. În ţările din prima Uniunea Sovietică Aceste sisteme sunt de obicei numite CAD TP sau AS TP. În literatura străină ele sunt numite CAPP (Computer Automated Process Planning). Aici Automatizat - automat, Proces - proces, Planificare - plan, planificare, întocmirea unui plan. Cu ajutorul acestor sisteme se dezvoltă și se formalizează procese tehnologice sub formă de hărți de traseu, operațional, traseu-operațional, se proiectează echipamente tehnologice și se dezvoltă programe de control (CP) pentru mașinile CNC.

O descriere mai specifică a tehnologiei de prelucrare pe echipamente CNC (sub formă de cadre de program de control) este generată de un sistem automat de control al echipamentelor de producție (APS), care în literatura străină este de obicei numit CAM (Calculator- Ajutat de fabricație) . Aici fabricarea este producție, producție. Prin mijloace tehnice Implementarea acestui sistem pot fi sisteme CNC de mașini-unelte, calculatoare care controlează mașini-unelte automate. În unele surse, termenul CAM se referă la pregătirea procesului tehnologic de producere a produselor, axat pe utilizarea tehnologiei informatice și care include nu numai procesul de pregătire computerizată a producției în sine, ci și software-ul și sistemele de calcul utilizate de proiectare. tehnologii. De fapt, pregătirea tehnologică se rezumă la automatizarea dezvoltării programelor de control pentru echipamente CNC (mașini laser cu 2 axe), (mașini de frezat CNC cu 3 și 5 axe; strunguri; centre de prelucrare; mașini automate de strunjire longitudinală și strunjire-frezată) . De regulă, majoritatea software-ului și sistemelor de calcul combină rezolvarea problemelor CAD/CAM, CAE/CAM, CAD/CAE/CAM.

Etapa de cercetare a proiectării este uneori separată într-un sistem independent de cercetare științifică automatizată (ASRS) sau, folosind terminologie străină, un sistem de inginerie automatizată - CAE (Computer Aided Engineering). Un exemplu de astfel de sistem este așa-numita „mașină de inventare”, care sprijină procesul proiectantului de a realiza noi soluții non-standard, uneori la nivelul invențiilor. Într-un sens mai restrâns, CAE este o denumire generală pentru programe sau pachete software concepute pentru calcule inginerești, analiza și simularea proceselor fizice. Partea de calcul a pachetelor se bazează cel mai adesea pe metode numerice de rezolvare a ecuațiilor diferențiale (metoda elementelor finite, metoda volumului finit, metoda diferențelor finite etc.). Sistemele moderne de automatizare pentru calcule inginerești (CAE) sunt utilizate împreună cu sistemele CAD (deseori integrate în acestea, caz în care se obțin sisteme hibride CAD/CAE). Sistemele CAE sunt o varietate de produse software care vă permit să evaluați modul în care un model de computer al unui produs se va comporta în condiții reale de funcționare. Acestea vă permit să verificați performanța produsului fără a cheltui mult timp și bani.

În plus, ele disting: sistemul de planificare și management al producției PPS (sistemul planurilor de producție), care corespunde termenului intern sistem de control automatizat (sistem de control automat al producției). CAQ (Computer Aided Quality Control) este un sistem automat de management al calității. PDM (Product Data Management) este un sistem automat de gestionare a informațiilor de producție. Sistem analogic managementul documentelor electronice. CAD/CAM/CAE/PDM - sistem complex proiectare și producție asistate de calculator. CIM (Computer Integrated Manufacturing) este un sistem de producție integrat.

2 . Aplicarea sistemelor de proiectare asistată de calculatorîn inginerie mecanică

Direct în inginerie mecanică, sunt utilizate pachete specializate și diverse suplimente ale sistemelor de proiectare mai generale și mai răspândite, cum ar fi Autodesk AutoCAD, ZwCAD, BricsCAD, Cosmos, SolidWorks și altele. Să aruncăm o privire mai atentă la unele dintre sisteme.

În mod tradițional, produsele CAD pentru inginerie mecanică sunt împărțite în trei clase: grele, medii și ușoare. Această clasificare s-a dezvoltat din punct de vedere istoric și, deși s-a vorbit de mult că liniile dintre clase sunt pe cale să fie șterse, ele rămân, deoarece sistemele diferă în continuare atât ca preț, cât și ca funcționalitate.

Drept urmare, există acum mai multe sisteme puternice în acest domeniu, genul de „oligarhi” ai lumii CAD, care dezvoltă în mod constant produse din clasa de mijloc și programe „ușoare” ieftine, care au devenit larg răspândite. Există, de asemenea, așa-numita „strat non-clasic al societății”, al cărui rol este jucat de diverse soluții specializate.

2.1 CAD grele

Tehnologia informatică este proiectată nu automatizați tranzacțiaȘilegăturile tehnologice existente la nivel național(deoarece acest lucru de obicei nu are niciun efect, cu excepția unor modificări ale condițiilor de muncă), iar în principiuhschimba însăși tehnologia de proiectare și producere a produselor. Numai în acest caz ne putem aștepta la o reducere semnificativă a timpului necesar pentru crearea produselor, reducerea costurilor pe întregul ciclu de viață al produsului și îmbunătățirea calității produselor.

În primul rând, în ceea ce privește crearea de produse complexe de inginerie mecanică, baza organizării tehnologiei informatice este crearea unui model electronic complet al produsului, deoarece este crearea de modele electronice tridimensionale care sunt adecvate pentru produsul chiar proiectat care deschide oportunități enorme pentru crearea de produse de calitate superioară (în special produse complexe, care necesită cunoștințe intensive) și într-un interval de timp mai scurt.

În mod ideal, în procesul de proiectare și fabricare a produselor complexe și cu mai multe componente, toți cei implicați în proiectare ar trebui, lucrând simultan și observând munca celuilalt, să creeze imediat modele electronice de piese, ansambluri, ansambluri, sisteme și întregul produs pe computere.

În același timp, este necesar să se rezolve simultan problemele de proiectare conceptuală, toate tipurile de analize inginerești, situații de modelare, precum și aspectul produsului și formarea contururilor externe. Fără a aștepta finalizarea completă a dezvoltării unui nou produs, aceste informații ar trebui utilizate pentru pregătirea tehnologică a producției și a producției ca atare. În plus, este necesar să se gestioneze automat toate datele create ale modelului electronic (adică structura produsului) și procesul de creare a produsului în sine și, de asemenea, să fie capabil să gestioneze structura procesului de creare. produsul.

Pentru implementarea tehnologiei informatice pentru proiectare și producție, trebuie utilizate sisteme de proiectare asistată de calculator, analiză inginerească și pregătire tehnologică (CAD/CAE/CAM) de cel mai înalt nivel, precum și sisteme de management al proiectelor (PDM - Product Data Management).

Ce este un sistem CAD/CAE/CAM de nivel superior? Acesta este un sistem care, în primul rând, oferă întregul ciclu de creare a produsului, de la ideea conceptuală până la implementare, iar în al doilea rând (și acesta este cel mai important lucru), creează un mediu de design și tehnologic pentru munca simultană a tuturor participanților la crearea unui produs cu un singur model electronic virtual al acestor produse.

În Occident, această filozofie organizațională este denotată prin abrevierea CAPE (Concurrent Art-to-Product Environment), care poate fi tradusă ca „Un mediu unic pentru crearea unui produs de la idee la implementare”. În esență, măsura în care sistemul implementează filozofia specificată determină nivelul sistemului. Ghidat de acest concept, puteți scurta dramatic ciclul de creare a produsului, puteți crește nivelul tehnic al proiectelor, puteți evita inconsecvențele și erorile în fabricarea echipamentelor și a produsului în sine datorită faptului că un astfel de caz toate datele sunt interconectate și controlate.

În prezent, pe piață au mai rămas doar trei sisteme CAD high-end - Unigraphics NX de la EDS, CATIA de la compania franceză Dassault Systemes (care îl promovează împreună cu IBM) și Pro/Engineer de la RTS (Parametric Technology Corp.). Anterior, existau sisteme mai puternice, dar după o serie de fuziuni și achiziții de companii, numărul pachetelor a scăzut.

Companiile menționate sunt lideri în domeniul CAD, iar produsele lor ocupă cota leului de piață în termeni monetari. Principala caracteristică a sistemelor CAD „grele” este funcționalitatea lor extinsă, performanta ridicatași stabilitatea locului de muncă sunt toate rezultatul dezvoltării pe termen lung. Aceste sisteme nu sunt însă tinere - CATIA a apărut în 1981, Pro/Engineer - în 1988, iar Unigraphics NX, deși lansat în 2002, este rezultatul fuziunii a două sisteme foarte venerabile - Unigraphics și I -Deas primite de EDS ca ca urmare a achiziției Unigraphics și SDRC. Toate aceste programe includ instrumente tridimensionale de modelare a solidelor și suprafețelor, precum și module de analiză structurală și pre-producție, adică sunt pachete CAD/CAM/CAE integrate. În plus, toți cei trei furnizori oferă sisteme de management al datelor de inginerie (PDM) pentru sistemele lor CAD, permițându-vă să gestionați toată documentația de proiectare și să furnizați date suplimentare exportate din alte sisteme corporative, din cărți de referință și surse de reglementare.

În ciuda faptului că sistemele grele sunt mult mai scumpe decât omologii lor „mai ușoare” (zeci de mii de dolari per stație de lucru), costul achiziționării lor se plătește, mai ales atunci când despre care vorbim despre producția complexă, de exemplu inginerie mecanică, construcții de motoare, aviație și industria aerospațială. Cu toate acestea, nu există mulți clienți mari capabili să plătească milioane de dolari pentru CAD. Potrivit analiștilor, acest segment de piață este deja aproape saturat și împărțit între „balenele” industriei. Acum, producătorii de instrumente de automatizare a designului își pun speranțele în întreprinderile mici și mijlocii, care sunt mult mai numeroase decât giganții industriali. Sistemele de clasă medie și ușoară sunt concepute pentru ei.

2.2 Clasa de mijloc CAD

În lumea CAD, clasa de mijloc a apărut mai târziu decât celelalte două - la începutul anilor '90. Anterior, numai sistemele grele scumpe aveau instrumente de modelare solidă 3D, iar programele ușoare erau folosite pentru desenul 2D. Sistemele CAD de dimensiuni medii au ocupat o poziție intermediară între clasele grele și ușoare, moștenind capabilități parametrice tridimensionale de la prima, iar prețul scăzut și concentrarea pe platforma Windows de la cea din urmă. Ei au revoluționat lumea CAD, deschizând calea pentru micile organizații de proiectare să treacă de la designul 2D la designul 3D.

Un rol important în dezvoltarea clasei de mijloc l-au jucat două nuclee de modelare parametrică în stare solidă ACIS și Parasolid, care au apărut la începutul anilor 90 și sunt acum utilizate în multe sisteme CAD de vârf. Nuezul geometric servește la reprezentarea matematică precisă a formei tridimensionale a unui produs și pentru a controla acest model. Datele geometrice obținute cu ajutorul lor sunt utilizate de sistemele CAD, CAM și CAE pentru a dezvolta elemente structurale, ansambluri și produse. În prezent, Parasolid este deținut de EDS, iar ACIS este deținut de Dassault, care vinde oricui licențele pentru utilizarea lor. Există mulți astfel de oameni - aceste nuclee formează baza a peste o sută de sisteme CAD, iar numărul de licențe vândute a depășit un milion. Succesul este clar - deoarece utilizarea unui nucleu gata făcut scutește dezvoltatorii de sisteme de rezolvarea sarcinilor de modelare solide care necesită timp și le permite să se concentreze pe interfața cu utilizatorul și alte funcții. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că toate sistemele CAD din clasa de mijloc sunt construite pe baza acestor mecanisme. Multe companii apreciază independența și preferă să-și dezvolte propriile motoare.

Analiștii consideră că sistemele care costă aproximativ 5-6 mii de dolari pe loc (prețuri în SUA) sunt din clasa de mijloc. Prin comparație, sistemele CAD grele costă aproximativ 20.000 USD per loc, dar recent vânzătorii au lansat versiuni ușoare ale produselor care costă mai puțin.

Potrivit prognozei companiei de analiză Daratech, creșterea clasei de mijloc va continua, fiind de așteptat ca până în 2008 piața să crească cu 11% pe an. Motivul pentru o astfel de dinamică pozitivă este afluxul activ de noi utilizatori din ambele tabere adiacente - sisteme grele și ușoare. Astfel, potrivit analiștilor, acum există din ce în ce mai mulți producători care sunt nemulțumiți de rentabilitatea slabă a investițiilor lor în produse scumpe și caută variante mai ieftine. Pe de altă parte, globalizarea, creșterea concurenței și scăderea economiei globale obligă întreprinderile mici și mijlocii să treacă de la CAD 2D la 3D pentru a accelera lansarea de noi produse și pentru a le îmbunătăți calitatea. Tranziția este determinată de compatibilitatea îmbunătățită între sistemele 2D și 3D și de beneficiile sporite ale productivității software-ului CAD de gamă medie.

Sistemele CAD de dimensiuni medii au acum o gamă largă de consumatori potențiali, iar aceștia, de bunăvoie sau sub presiunea pieței, vor fi nevoiți să le implementeze mai devreme sau mai târziu. Extinderea funcționalității acestor produse joacă, de asemenea, în mâinile „țăranilor de mijloc”. Drept urmare, companiile care doresc un instrument de modelare 3D fiabil, dar care se pot descurca fără instrumente CAD sofisticate, au acum opțiuni software suplimentare. La urma urmei, furnizorii obișnuiau să susțină că sistemele CAD medii aveau 80% din funcțiile produselor grele, iar prețul lor era de doar 20% din costul sistemelor scumpe. Acum, potrivit analiștilor de la Daratech, „țăranii mijlocii” se apropie de 90% din punct de vedere al capacităților, iar din punct de vedere al costului – 50%. Desigur, nici acest decalaj de 10% nu poate fi redus. De exemplu, industria auto și aerospațială au nevoie cu disperare de funcționalități de ultimă oră, care se găsesc doar la cei grei. Prin urmare, diferența dintre aceste două clase există și va rămâne în viitorul apropiat, deoarece dezvoltatorii ambelor sisteme nu stau cu mâinile în brațe, ci vor continua să-și îmbunătățească produsele.

SolidWorks a devenit un pionier în domeniul sistemelor CAD de dimensiuni medii. În 1993, a introdus un produs cu același nume, care avea un nucleu geometric tridimensional, care, potrivit creatorilor, era aproape ca capabilități de mecanismele de modelare în stare solidă pentru sisteme grele, dar era mult mai ieftin. Curând, exemplul pionierului a fost urmat de Solid Edge, care a lansat software-ul CAD cu același nume, și apoi de Autodesk. Ea a dezvoltat mai întâi programul 3D Mechanical Desktop bazat pe AutoCAD 2D, apoi a creat noul software Inventor. Pe lângă aceste sisteme, există multe alte sisteme CAD de clasă mijlocie pe piață, de exemplu think3, Cadkey, Alibre. Printre ele există și evoluții rusești. Astfel, compania ASCON promovează sistemul KOMPAS bazat pe propriul nucleu geometric, iar compania Top Systems promovează programul T-Flex bazat pe kernel-ul Parasolid deținut de UGS. De asemenea, au trecut printr-o lungă cale de dezvoltare și au achiziționat instrumente încorporate pentru modelarea suprafețelor, managementul documentelor (PDM), pregătirea tehnologică a producției (CAM) etc., dar în același timp sunt semnificativ mai ieftine decât omologii lor străini și sunt inițial concentrate pe standardele interne și tehnicile de proiectare.

2.3 Sisteme CAD ușoare

Programele din această categorie sunt folosite pentru desenul bidimensional, așa că de obicei sunt numite tablă electronică de desen. Până în prezent, au adăugat unele capabilități 3D, dar nu au instrumentele de modelare parametrică pe care le au sistemele CAD grele și medii.

Primul sistem de desen, Sketchpad, a fost creat la începutul anilor 60, iar apoi au apărut multe alte produse de acest gen, folosind progresele graficii pe computer. Cu toate acestea, adevărata înflorire în acest domeniu a venit abia în anii 80, odată cu apariția computerelor personale. În urma scăderii costurilor echipamentelor, a avut loc o prăbușire a prețurilor la sistemele CAD.

Pionierul în acest domeniu a fost Autodesk, care în 1983 a lansat un software CAD pentru PC numit AutoCAD. Succesul a fost fenomenal - deja în 1987 s-au vândut 100 de mii de exemplare AutoCAD, iar astăzi acest număr depășește patru milioane. Drept urmare, Autodesk a reușit să câștige o cotă echitabilă din piața CAD, înlocuind cei grei din segmentul software-ului de desen 2D. Ceilalți jucători au urmat exemplul pionierului. Așadar, în 1984, Bently a introdus programul Microstation, care a devenit principalul competitor al AutoCAD, pe lângă ele, acum există multe alte sisteme CAD „ușoare”, inclusiv DataCAD al aceleiași companii, TurboCAD de la IMSI, SurfCAM de la Surfware și altele. Aceste produse sunt mai simple și mai ieftine (100 USD până la 4.000 USD) decât sistemele CAD grele și medii, deci sunt solicitate în ciuda recesiunii economice actuale. Ca urmare, sistemele „ușoare” au devenit cel mai comun produs de automatizare a designului, ceva de „cal de bătaie” al lumii CAD.

3 . Funcționalitatea produsului software "nanoCAD»

3.1 De bazăcaracteristicile produsului "nanoCAD"

nanoCAD -- sistem de bază proiectare și desen asistate de calculator (platforma CAD). Dezvoltat de Nanosoft, Rusia. În Rusia și țările CSI este distribuit sub schema „freeware”. Are o interfață asemănătoare AutoCAD și acceptă direct formatul DWG (folosind bibliotecile Teigha™, dezvoltate de Open Design Alliance). Bazat pe o platformă gratuită nanoCAD O serie de aplicații plătite sunt create pentru a îndeplini diverse sarcini de proiect foarte specializate.

Avantajele produsului nanoCAD includ:

· Pret zero: Software-ul este distribuit gratuit și este disponibil pentru utilizare comercială atât de către persoane fizice, cât și de către organizațiile de proiect.

· Interfață familiară: principii de lucru cu nanoCAD sunt similare cu principiile de lucru din AutoCAD, ceea ce permite utilizatorului să schimbe platformele fără o recalificare majoră.

· Suport directDWG: desene elaborate în nanoCAD pot fi deschise în mediul AutoCAD fără transformări suplimentare și invers, desenele dezvoltate în mediul AutoCAD sunt deschise în mediu nanoCAD.

· Deschis API: puteți dezvolta pentru nanoCAD aplicații nativeîn limbaje C++ sau .NET.

Dezavantajele nanoCAD includ:

· Lipsa suportului AutoLISP și VBA: orice aplicații și instrumente de adaptare scrise în limbaje AutoLISP și VBA, în acest moment nu funcționează în mediul nanoCAD.

· Probleme potentiale cu suport DWG: deoarece nanoCAD acceptă formatul DWG folosind bibliotecile Teigha™ dezvoltate de organizația non-profit Open Design Alliance, există un potențial de pierdere a compatibilității cu formatul original Autodesk DWG. În condițiile actuale, acest lucru este puțin probabil: bibliotecile ODA sunt utilizate de aproximativ 750 de organizații (membri ODA, inclusiv Adobe, Oracle, Bentley, Dassault Systіmes, Siemens, Graphisoft, companiile rusești- Askon, Nanosoft, SiSoft, Infrasoft etc.). În acest moment, cea mai mare parte a desenelor în format DWG procesate destul de fiabil, inclusiv vizualizare, editare și salvare.

Produs " nanoCAD„ocupă funcțional o nișă între AutoCAD LT și versiunea completă a AutoCAD. Dezvoltatori nanoCAD Ei cred că nici o singură platformă, fiind în esență o tablă electronică de desen, nu poate fi numită CAD. Prin urmare, distribuirea platformei nanoCAD gratuit, Nanosoft oferă utilizatorilor să utilizeze aplicatii platite, care rulează atât pe platforma AutoCAD, cât și pe nanoCAD.

3.2 Funcționalitate

Interfață nanoCAD ultimele versiuni este cât mai aproape de interfața sistemelor CAD clasice: partea principală a ferestrei este ocupată de spatiu de lucru, în care desenul este dezvoltat direct, în partea de sus există meniuri și panouri cu instrumente de navigare, în partea de jos există o linie de comandă. Comenzile și meniurile corespund organizării interfeței AutoCAD versiunile 2000-2008.

În ciuda asemănării vizuale cu AutoCAD (precum și programele bazate pe nucleul IntelliCAD, care sunt copii ale AutoCAD), nucleul nanoCAD este dezvoltat independent de dezvoltatorii ruși. Acest lucru duce la unele diferențe de performanță nanoCAD din lucrul în mediul AutoCAD: așa în nanoCAD lipsesc multe funcții și tehnologii incluse în AutoCAD (tehnologia seturilor de foi, lucrul cu blocuri dinamice intrare dinamică informații etc.).

Pentru acum nanoCAD este poziționat ca un sistem de design 2D detaliat (desen) și conține totul instrumentele necesare design de bază și permite:

· Creați și editați diverse primitive vectoriale 2D și 3D, texte cu o singură linie și mai multe linii, dimensiuni și altele, mai mult obiecte complexe pregătirea desenelor în conformitate cu standardele ESKD și SPDS.

· Efectuați operații simple și complexe editare vectorială, cum ar fi mutarea, rotirea, împărțirea, extinderea etc.;

· Folosiți instrumente care măresc acuratețea editării: pas, grilă, snaps, obiect și urmărire polară;

· Creați și utilizați orice tip de tabele, efectuați specificarea elementelor de desen pe baza datelor de atribut ale blocurilor și obiectelor de proiectare;

· Configurați mediul de lucru pentru a pregăti documentația de lucru standarde diferite;

· Imprimați documente tehnice gata făcute folosind setări predefinite;

· Efectuați lucrări complete în spațiul modelului 3D și spațiul foii 2D folosind ferestrele de vizualizare;

· Vizualizați, creați și editați modele 3D de suprafață, setați personalizate sistem de coordonate pentru editare și legarea geometrică la obiecte 3D;

· Când proiectați, utilizați orice completat anterior documentatie tehnica, stocat in în format electronicîn diverse formate raster (desene scanate, fotografii) sau ca obiecte OLE (texte, tabele);

· Schimbați desene finite cu terți și subcontractanți folosind formatul DWG comun.

4 . Funcționalitatea produsului software « Pro\ INGINER»

sistem de proiectare asistată de calculator

4.1 Principalele caracteristici ale produsului "Pro\ INGINER»

Pro/EINGINER este, în primul rând, un sistem de proiectare tridimensional, atât solid cât și de suprafață, oferind avantaje evidente față de designul tradițional bidimensional din trecut:

claritatea prezentării modelului proiectat - vă permite să evitați greșelile asociate cu faptul că în proiectarea bidimensională este dificil pentru proiectant să-și imagineze un model solid, în special unul cu geometrie complexă;

geometria de operare la nivelul obiectelor - elemente de inginerie, ceea ce simplifică și accelerează semnificativ procesul de proiectare. Miez Pro/EINGINER folosește o tehnologie unică în capacitățile sale - Tehnologia dovedită, bazată pe vederi limită. Principala diferență dintre Proven Technology și binecunoscutele tehnologii de proiectare 3D ACIS, Parasolid, utilizate în produsele concurente (UNIGRAPHICS, I-DEAS, CADDS, EUCLID) este cerințele stricte pentru geometria proiectată (geometria trebuie să fie determinată fără ambiguitate). Astfel de restricții nu necesită proiectanți efort suplimentarîn timpul proiectării, dar permit realizarea deplină a conformității geometriei piesei rezultate cu dimensiunile date, ceea ce este cel mai critic în continuarea lucrărilor asupra modelului (fabricarea echipamentelor tehnologice, pregătirea programelor de prelucrare pe mașini CNC etc.).

Faza de proiectare a produsului include modelarea tridimensională, optimizarea proiectării, pregătirea desenelor de lucru și definirea proceselor de fabricație (proiectarea programelor pentru mașini CNC). Combinația eficientă a tuturor acestor funcții reduce semnificativ timpul de lansare pe piață. Avantajul principal Pro/EINGINERînaintea metodelor tradiționale de proiectare - suport pentru dezvoltarea paralelă a produselor. Acest lucru asigură că produsul este lansat pe piață mai rapid decât concurenții, la un preț mai mic și de o calitate superioară.

4.2 Funcționalitate

Module software Pro/EINGINER pentru rezolvarea problemelor de proiectare sunt destinate inginerilor proiectanți și le oferă un instrument pentru crearea de modele atât ale pieselor individuale, cât și ale structurilor complexe de asamblare. Este un sistem riguros, logic, ușor de utilizat, care vă permite să acționați intuitiv și creativ. Vă permite să proiectați și să gestionați ansambluri mari și complexe constând dintr-un număr practic nelimitat de componente. Controlul asupra intersecției pieselor individuale și calculul caracteristicilor de masă asigură asamblarea corectă de prima dată. Acest lucru reduce semnificativ timpul de proiectare și facilitează reutilizarea modelelor standard, dovedite, ca bază pentru produse noi.

Foloseste in Pro/EINGINER un model informațional unificat al produsului permite inginerilor de proces să înceapă să dezvolte echipamente și programe de control pentru echipamentele CNC fără a aștepta finalizarea finală a etapei de proiectare. Proiectanții nu au terminat încă de lucru cu ansamblul, dar tehnologii lucrează deja la dezvoltarea proceselor tehnice pentru fabricarea pieselor sale constitutive, corectând eventualele erori de proiectare dacă este necesar. Acest lucru reduce semnificativ timpul și banii cheltuiți pentru proiectare și lucru și permite utilizarea optimă a experienței colective a dezvoltatorilor.

Un pachet de module software pentru pregătirea tehnologică a producției este destinat inginerilor de proces și le permite să rezolve problemele de proiectare a echipamentelor tehnologice ( matrițe, matrițe), dezvoltarea programelor de control pentru tăierea metalelor, echipamente de ștanțare CNC, precum și echipamente EDM cu sârmă.

Concluzie

nanoCAD concepute pentru a pregăti desene în conformitate cu cerințele Sistem unificat documentatia de proiectare(ESKD). Programul este convenabil pentru proiectarea sistemelor de elemente hidropneumatice, angrenaje, arbori, precum și pentru efectuarea de analize inginerești, calcularea lanțurilor dimensionale și multe alte operațiuni necesare pentru proiectarea ingineriei mecanice.

Pro/ INGINER- CAD complet pentru dezvoltarea de produse de orice complexitate. Cu capabilități puternice de automatizare în toate disciplinele de inginerie mecanică, Pro/INGINER este o soluție 3D recunoscută la nivel global pentru modelarea și dezvoltarea de produse comerciale competitive. Soluții integrate CAD/CAM/CAE Pro/INGINER vă permit să proiectați mai rapid ca niciodată, maximizând ideile noi și calitatea îmbunătățită, conducând în cele din urmă la produse remarcabile.

Lista resurselor informative:

Documente similare

AutoCAD este unul dintre cele mai populare sisteme grafice proiectare asistată de calculator, gama de sarcini și funcții pe care le îndeplinește. Tehnologie de proiectare asistată de calculator și metode de creare a desenelor în sistemul AutoCAD. Crearea și lucrul cu șabloane.

prelegere, adăugată 21.07.2009


Creare sisteme software pentru sisteme de proiectare asistată de calculator cu sisteme de modelare volumetrică și teste rapide. SolidWorks este standardul mondial pentru proiectarea asistată de computer. Interfață utilizator, vizualizare model.

lucrare curs, adaugat 13.10.2012


lucrare de curs, adăugată 22.11.2009


Principalele obiective și principii ale proiectării asistate de calculator. Creșterea eficienței inginerilor. Structura software-ului CAD special sub forma unei ierarhii de subsisteme. Aplicarea metodelor de proiectare și optimizare a variantelor.

prezentare, adaugat 26.11.2014


Tehnologii de proiectare asistată de calculator, producție asistată de calculator, dezvoltare și proiectare asistată de calculator. Un design conceptual al unui produs propus sub forma unei schițe sau a unui desen topologic ca rezultat al unui subproces de sinteză.

rezumat, adăugat 08.01.2009


Condiții preliminare pentru implementarea sistemelor de proiectare asistată de calculator. Clasificarea condiționată a CAD. Analiza programelor care permit rezolvarea problemelor de inginerie. Sistem de management al ciclului de viață al produsului - Managementul ciclului de viață al produsului, avantajele sale.

test, adaugat 26.09.2010


Analiza tendințelor de dezvoltare a tehnologiei informației. Scopul și scopurile utilizării sistemelor de proiectare asistată de computer bazate pe o abordare sistematică. Metode pentru asigurarea automatizării lucrărilor de proiectare folosind exemplul PKP Teply Dom CJSC.

lucrare de curs, adăugată 09.11.2010


Structura și clasificarea sistemelor de proiectare asistată de calculator. Tipuri de software CAD. Descrierea sistemelor de clase grele, medii și ușoare. Compoziția și scopul funcțional al software-ului, principiile de bază ale proiectării acestuia în CAD.

lucrare curs, adaugat 18.07.2012


Istoricul dezvoltării pieței de sisteme CAD/CAM/CAE. Dezvoltarea de aplicații pentru proiectarea șabloanelor de circuite imprimate și a straturilor de cipuri. Proiectul de dezvoltare Shorts Brothers pentru fuselajul aeronavei Learjet 45 din clasa business, beneficiile utilizării programelor.

test, adaugat 14.04.2014


Dezvoltarea unui model tridimensional al unei nave la nivelul unui proiect preliminar în sistemul de proiectare asistată de calculator CATIA v5 R19. Tehnologia și etapele proiectării asistate de calculator. Parametrizarea și descompunerea vasului ca ansamblu. Principii de lucru în CATIA.