Câu hỏi số 1. Tổng quan về hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD) hiện đại

Hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính - hệ thống tự động, triển khai công nghệ thông tin để thực hiện các chức năng thiết kế, là một hệ thống tổ chức và kỹ thuật được thiết kế để tự động hóa quá trình thiết kế, bao gồm nhân sự và một bộ kỹ thuật, phần mềm và các phương tiện khác để tự động hóa các hoạt động của nó. Chữ viết tắt CAD cũng được sử dụng rộng rãi để biểu thị các hệ thống như vậy.

Mục đích và mục tiêu sáng tạo

Là một phần trong vòng đời của các sản phẩm công nghiệp, CAD giải quyết các vấn đề về tự động hóa công việc ở giai đoạn thiết kế và tiền sản xuất.

Mục tiêu chính của việc tạo CAD là tăng hiệu quả làm việc của các kỹ sư, bao gồm:

giảm sự phức tạp của thiết kế và quy hoạch;

giảm thời gian thiết kế;

giảm chi phí thiết kế và sản xuất, giảm chi phí vận hành;

nâng cao chất lượng, trình độ kinh tế kỹ thuật của kết quả thiết kế;

giảm chi phí cho mô hình hóa và thử nghiệm quy mô đầy đủ.

Việc đạt được các mục tiêu này được đảm bảo bởi:

tự động hóa tài liệu;

hỗ trợ thông tin và tự động hóa quá trình ra quyết định;

sử dụng công nghệ thiết kế song song;

thống nhất các giải pháp thiết kế và quy trình thiết kế;

tái sử dụng các giải pháp thiết kế, dữ liệu và sự phát triển;

thiết kế chiến lược;

thay thế thử nghiệm và tạo nguyên mẫu trên quy mô đầy đủ bằng mô hình toán học;

nâng cao chất lượng quản lý thiết kế;

ứng dụng các phương pháp thiết kế và tối ưu hóa biến thể.

Đánh giá CAD

Theo truyền thống, các sản phẩm CAD dành cho kỹ thuật cơ khí được chia thành ba loại: nặng, trung bình và nhẹ. Sự phân loại này đã phát triển trong lịch sử và mặc dù từ lâu đã có tin đồn rằng ranh giới giữa các lớp sắp bị xóa bỏ, nhưng chúng vẫn tồn tại vì các hệ thống vẫn khác nhau cả về giá cả và chức năng.

Kết quả là, hiện nay có một số hệ thống mạnh mẽ trong lĩnh vực này, thuộc loại “đầu sỏ” của thế giới CAD, đang phát triển đều đặn các sản phẩm dành cho tầng lớp trung lưu và nhận được nhiều phản hồi tích cực. phân phối đại chúng Các chương trình “ánh sáng” rẻ tiền Ngoài ra còn có cái gọi là “tầng lớp xã hội không giai cấp”, vai trò của nó được thực hiện bởi nhiều giải pháp chuyên biệt.

các lớp CAD. CAD nặng

Công nghệ máy tính không nhằm mục đích tự động hóa các liên kết công nghệ hiện có theo truyền thống (vì điều này thường không mang lại bất kỳ tác dụng nào, ngoại trừ một số thay đổi về điều kiện làm việc), mà nhằm thay đổi căn bản chính công nghệ thiết kế và sản xuất sản phẩm. Chỉ trong trường hợp này, chúng ta mới có thể mong đợi giảm đáng kể thời gian cần thiết để tạo ra sản phẩm, giảm chi phí trong toàn bộ vòng đời của sản phẩm và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Trước hết, liên quan đến việc tạo ra các sản phẩm cơ khí phức tạp, cơ sở của tổ chức công nghệ máy tính nằm ở việc tạo ra mô hình điện tử hoàn chỉnh của sản phẩm, vì chính việc tạo ra các mô hình điện tử ba chiều phù hợp với sản phẩm được thiết kế thực tế sẽ mở ra cơ hội to lớn để tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao hơn (đặc biệt là các sản phẩm phức tạp, đòi hỏi nhiều kiến ​​thức). ) và trong thời gian ngắn hơn.

Lý tưởng nhất là trong quá trình thiết kế và sản xuất các sản phẩm phức tạp, nhiều thành phần, mọi người tham gia thiết kế nên làm việc đồng thời và quan sát công việc của nhau để tạo ngay các mô hình điện tử của các bộ phận, cụm, cụm, hệ thống và toàn bộ sản phẩm trên máy tính.

Đồng thời, cần phải giải quyết đồng thời các vấn đề về thiết kế ý tưởng, tất cả các loại phân tích kỹ thuật, tình huống mô hình hóa, cũng như bố cục sản phẩm và hình thành các đường viền bên ngoài. Không cần đợi quá trình phát triển một sản phẩm mới hoàn thiện, thông tin này nên được sử dụng để chuẩn bị công nghệ sản xuất và sản xuất như vậy. Ngoài ra, cần tự động quản lý tất cả dữ liệu được tạo của mô hình điện tử (tức là cấu trúc của sản phẩm) và quá trình tạo ra chính sản phẩm đó, đồng thời có thể quản lý cấu trúc của quá trình tạo sản phẩm.

Để triển khai công nghệ máy tính cho thiết kế và sản xuất, phải sử dụng hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính, phân tích kỹ thuật và chuẩn bị công nghệ (CAD/CAE/CAM) cũng như hệ thống quản lý dự án (PDM - Product Data Management).

CAD trung cấp

Trong thế giới CAD tầng lớp trung lưu phát sinh muộn hơn hai cái còn lại - vào đầu những năm 90. Trước đây, chỉ những hệ thống nặng đắt tiền mới có công cụ tạo mô hình rắn 3D và các chương trình nhẹ mới được sử dụng để vẽ 2D. Các hệ thống CAD trung bình đã chiếm vị trí trung gian giữa các loại nặng và nhẹ, kế thừa các khả năng tham số ba chiều trước đây và từ loại sau - giá thấp và tập trung vào Nền tảng Windows. Họ đã cách mạng hóa thế giới CAD, mở đường cho các tổ chức thiết kế nhỏ chuyển từ thiết kế 2D sang 3D. Một vai trò quan trọng trong sự phát triển của tầng lớp trung lưu được đóng bởi hai hạt nhân mô hình tham số trạng thái rắn ACIS và Parasolid, xuất hiện vào đầu những năm 90 và hiện được sử dụng trong nhiều hệ thống CAD hàng đầu. Hạt nhân hình học dùng để biểu diễn chính xác về mặt toán học hình dạng ba chiều của sản phẩm và kiểm soát mô hình này. Dữ liệu hình học thu được với sự trợ giúp của nó được các hệ thống CAD, CAM và CAE sử dụng để phát triển các phần tử kết cấu, tổ hợp và sản phẩm. Hiện tại, Parasolid thuộc sở hữu của EDS và ACIS thuộc sở hữu của Dassault, công ty bán giấy phép sử dụng cho bất kỳ ai. Có rất nhiều người như vậy - những hạt nhân này tạo thành nền tảng của hơn một trăm hệ thống CAD và số lượng giấy phép được bán đã vượt quá một triệu. Thành công là rõ ràng - xét cho cùng, việc sử dụng hạt nhân làm sẵn giúp các nhà phát triển hệ thống giảm bớt việc giải quyết các nhiệm vụ mô hình hóa rắn tốn thời gian và cho phép họ tập trung vào giao diện người dùng và các chức năng khác. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là tất cả các hệ thống CAD hạng trung đều được xây dựng trên cơ sở các cơ chế này. Nhiều công ty coi trọng sự độc lập và thích phát triển động cơ của riêng mình.

Các nhà phân tích coi các hệ thống có giá khoảng 5-6 nghìn đô la cho mỗi nơi làm việc (giá ở Mỹ) là thuộc tầng lớp trung lưu. Để so sánh: đối với các hệ thống CAD nặng, nơi làm việc tốn khoảng 20 nghìn đô la, nhưng Gần đây các nhà cung cấp đã tung ra các phiên bản nhẹ hơn của sản phẩm với giá thành thấp hơn.

Theo dự báo của công ty phân tích Daratech, tốc độ tăng trưởng của tầng lớp trung lưu sẽ tiếp tục và dự kiến ​​đến năm 2008 thị trường sẽ tăng 11% mỗi năm. Lý do cho động lực tích cực như vậy là do lượng người dùng mới tích cực từ cả hai phe liền kề - hệ thống nặng và nhẹ. Vì vậy, theo các nhà phân tích, hiện nay ngày càng có nhiều nhà sản xuất không hài lòng với lợi nhuận kém khi đầu tư vào các sản phẩm đắt tiền và đang tìm kiếm những lựa chọn rẻ hơn. Mặt khác, toàn cầu hóa, cạnh tranh ngày càng gia tăng và sự suy thoái của nền kinh tế toàn cầu đang buộc các doanh nghiệp vừa và nhỏ phải chuyển từ CAD 2D sang 3D để tăng tốc độ ra mắt sản phẩm mới và nâng cao chất lượng. Quá trình chuyển đổi đang được thúc đẩy bởi khả năng tương thích được cải thiện giữa các hệ thống 2D và 3D và tăng lợi ích về năng suất của phần mềm CAD tầm trung. Các hệ thống CAD cỡ trung bình hiện có nhiều đối tượng người tiêu dùng tiềm năng và họ, dù sẵn lòng hay chịu áp lực thị trường, sẽ buộc phải triển khai chúng dù sớm hay muộn. Việc mở rộng chức năng của các sản phẩm này cũng nằm trong tầm tay của “nông dân trung lưu”. Do đó, các doanh nghiệp muốn có một công cụ tạo mô hình 3D đáng tin cậy nhưng có thể làm được mà không cần các công cụ CAD nặng phát triển cao, giờ đây có thêm các tùy chọn để lựa chọn phần mềm. Xét cho cùng, các nhà cung cấp trước đây đã tuyên bố rằng hệ thống CAD trung bình có 80% chức năng của các sản phẩm nặng và giá của chúng chỉ bằng 20% ​​giá thành. hệ thống đắt tiền. Giờ đây, theo các nhà phân tích từ Daratech, “nông dân trung lưu” đang đạt gần 90% về năng lực và 50% về chi phí.

Tất nhiên, ngay cả khoảng cách 10% này cũng không thể giảm được. Ví dụ, các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ đang rất cần những chức năng tiên tiến chỉ có ở những “đối thủ nặng ký”. Do đó, sự khác biệt giữa hai loại này tồn tại và sẽ vẫn tồn tại trong tương lai gần, vì các nhà phát triển của cả hai hệ thống đều không ngồi yên. nhàn rỗi, nhưng sẽ tiếp tục cải thiện sản phẩm của bạn.

SolidWorks đã trở thành công ty tiên phong trong lĩnh vực hệ thống CAD cỡ trung bình. Vào năm 1993, hãng đã giới thiệu một sản phẩm cùng tên có lõi hình học ba chiều, theo những người sáng tạo, sản phẩm này có khả năng gần giống với các cơ chế mô hình hóa trạng thái rắn cho các hệ thống nặng, nhưng rẻ hơn nhiều. Chẳng bao lâu sau, tấm gương tiên phong đã được tiếp nối bởi Solid Edge, công ty đã phát hành phần mềm CAD cùng tên và sau đó là Autodesk. Lần đầu tiên cô phát triển chương trình Máy tính để bàn cơ khí 3D dựa trên 2D AutoCAD, sau đó tạo ra phần mềm Inventor mới. Ngoài các hệ thống này, trên thị trường còn có nhiều hệ thống CAD tầm trung khác như think3, Cadkey, Alibre. Trong số đó cũng có những diễn biến của Nga. Do đó, công ty ASCON quảng bá hệ thống KOMPAS dựa trên hạt nhân hình học của riêng mình và công ty Top Systems quảng cáo chương trình T-Flex dựa trên hạt nhân Parasolid do UGS sở hữu. Họ cũng đã trải qua một chặng đường phát triển lâu dài và có được các công cụ tích hợp để mô hình hóa bề mặt, quản lý tài liệu (PDM), chuẩn bị công nghệ sản xuất (CAM), v.v., nhưng đồng thời chúng rẻ hơn đáng kể so với các đối tác nước ngoài và bước đầu tập trung vào các tiêu chuẩn trong nước và kỹ thuật thiết kế.

CAD nhẹ

Các chương trình trong danh mục này được sử dụng để vẽ hai chiều nên chúng thường được gọi là bảng vẽ điện tử. Cho đến nay, họ đã bổ sung thêm một số khả năng 3D nhưng không có các công cụ lập mô hình tham số mà các hệ thống CAD hạng nặng và trung bình có.

Hệ thống vẽ đầu tiên, Sketchpad, được tạo ra vào đầu những năm 60, sau đó nhiều sản phẩm khác thuộc loại này xuất hiện, sử dụng những tiến bộ trong đồ họa máy tính. Tuy nhiên, sự hưng thịnh thực sự ở khu vực này chỉ đến vào những năm 80 với sự ra đời của những máy tính cá nhân. Sau khi chi phí thiết bị giảm, giá của các hệ thống CAD cũng giảm.

Người tiên phong trong lĩnh vực này là Autodesk, vào năm 1983 đã phát hành hệ thống CAD cho PC có tên là AutoCAD. Thành công thật phi thường - vào năm 1987, 100 nghìn bản AutoCAD đã được bán và ngày nay con số này đã vượt quá bốn triệu. Kết quả là Autodesk đã có thể giành được thị phần hợp lý trên thị trường CAD, đánh bật các đối thủ nặng ký khỏi phân khúc phần mềm vẽ 2D. Những người chơi khác đã noi gương người tiên phong. Vì vậy, vào năm 1984, Bently đã giới thiệu chương trình Microstation, chương trình đã trở thành đối thủ cạnh tranh chính của AutoCAD. Ngoài chúng, hiện còn có nhiều hệ thống CAD “nhẹ” khác, bao gồm DataCAD của cùng công ty, TurboCAD của IMSI, SurfCAM từ Surfware và. những sản phẩm khác đơn giản hơn và rẻ hơn ($100 - $4.000) so với các hệ thống CAD cỡ vừa và nặng, vì vậy chúng vẫn có nhu cầu, bất chấp tình trạng suy thoái kinh tế hiện nay. Kết quả là, các hệ thống “nhẹ” đã trở thành sản phẩm tự động hóa thiết kế phổ biến nhất. , một loại " ngựa lao động"của thế giới CAD.

Ngoài CAD nặng, trung bình và nhẹ còn có CAD chuyên dụng, thiết kế công nghiệp, Thiết kế xây dựng(Bê tông cốt thép), thiết kế kiến ​​trúc.

Theo ý kiến ​​nhất trí của các nhà phân tích, thị trường CAD toàn cầu đã đạt đến mức trưởng thành. Nó phát triển và tăng trưởng nhanh chóng trong thập kỷ cuối của thế kỷ trước. Nhưng đến năm 2000, tất cả các doanh nghiệp cần phần mềm CAD đều đã mua chúng và việc tìm kiếm người dùng mới trở nên khó khăn. Và khi suy thoái kinh tế bắt đầu ở phương Tây, tốc độ tăng trưởng của thị trường CAD đã chậm lại: theo công ty phân tích Daratech, năm 1999, doanh số bán hệ thống CAD/CAM/CAE tăng 11,1% trong năm, năm 2000 - 4,7 % , năm 2001 - 3,5% và năm 2002 - 1,3%. Đồng thời, tốc độ tăng trưởng doanh thu của các nhà cung cấp CAD hàng đầu cũng chững lại. Daratech ước tính rằng năm 2002 thị trường CAD trị giá 6,2 tỷ USD (chi tiêu của người dùng cho phần mềm và dịch vụ); năm 2003, doanh số bán hàng giảm 4,5%.

Vì vậy, vào đầu thế kỷ này, một bước ngoặt đã đến với thị trường CAD. Trong tình huống như vậy, các công ty thường hợp nhất và tìm kiếm những hướng phát triển mới. Một ví dụ là việc EDS mua lại hai nhà phát triển hệ thống CAD hạng nặng nổi tiếng vào năm 2001 - Unigraphics và SDRC. Thỏa thuận này đã tạo ra một cảm giác thực sự trong phân khúc CAD. Tuy nhiên, hiện tại, sự thành công của việc mua bán đang bị nghi ngờ vì EDS sắp bán bộ phận UGS PLM, được thành lập sau sự hợp nhất của Unigraphics và SDRC. Đối với việc tìm kiếm hướng đi mới, các nhà cung cấp hàng đầu hiện đang tích cực thúc đẩy khái niệm PLM (Quản lý vòng đời sản phẩm), ngụ ý quản lý thông tin về sản phẩm trong toàn bộ vòng đời của nó. Việc triển khai PLM hứa hẹn nhiều lợi ích cho doanh nghiệp nhưng kéo theo chi phí mua thêm phần mềm (ví dụ: hệ thống quản lý dữ liệu kỹ thuật - PDM) và tổ chức lại các quy trình của dự án.

Do đó, sự phát triển của thị trường CAD đi theo hai con đường - tiến hóa và cách mạng. Có một thời, hệ thống CAD đầu tiên dành cho PC và hệ thống dành cho tầng lớp trung lưu đã tạo ra một cuộc cách mạng mang tính cách mạng. Hiện nay, thị trường đang phát triển từng bước: chức năng của sản phẩm ngày càng mở rộng, năng suất ngày càng được cải thiện và tính dễ sử dụng. Nhưng có lẽ một cuộc cách mạng khác sẽ sớm chờ đợi chúng ta. Các nhà phân tích tại Cambashi tin rằng điều này sẽ xảy ra khi các nhà cung cấp CAD bắt đầu sử dụng cơ sở dữ liệu kiểu SQL tiêu chuẩn để lưu trữ dữ liệu kỹ thuật (bản vẽ, mô hình 3D, hóa đơn vật liệu, v.v.) thay vì cấu trúc tệp. Kết quả là thông tin kỹ thuật sẽ được cấu trúc và dễ quản lý hơn hiện nay.

Phía sau những năm trước Một bước đột phá thực sự đã được chú ý trong thiết kế. Các bản vẽ và mô hình được di chuyển sang không gian ảo, quá trình xử lý dữ liệu được tăng tốc rõ rệt, một số lượng lớn những phát triển mới trong thị trường hệ thống CAD. Tất cả họ có thể được chia thành hai nhóm lớn – nước ngoài và trong nước.

Diễn biến nước ngoài

Ở nước ngoài, hệ thống thiết kế tự động bắt đầu được sử dụng sớm hơn nhiều. Ở đây cũng đã phát triển một phân loại hệ thống CAD - dành cho kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật điện, xây dựng, v.v. Các công ty sau đây được coi là người tạo ra xu hướng:

• Autodesk. Một nhà lãnh đạo toàn cầu được công nhận cung cấp các sản phẩm tốt nhất. Công ty đã đạt được thành công sau khi phát hành Giải pháp AutoCAD. Đối với người tiêu dùng Nga, nó đã trở thành một ơn trời. Các sản phẩm phổ biến dành cho thiết kế 2D được cung cấp bởi công ty POINT - https://www.pointcad.ru/product#prod_2d.
• Giải pháp Unigraphics. Công ty đã được công chúng biết đến sau khi ký kết hợp đồng với General Motors. Các nhà phát triển đã viết hầu hết tất cả các bài đánh giá về hệ thống CAD với trọng tâm là gã khổng lồ ô tô, vì vậy hướng hỗ trợ rất cụ thể.

• IMB ETS. Thành công này là nhờ công ty Dassault của Pháp sản xuất SolidWorks, CATIA, Deneb, MicroCADAM. Có giải pháp cho hầu hết các lĩnh vực công nghiệp.

• PTC. Hệ thống chính là Pro/Engineer. Gần đây nó đã trải qua nhiều bản cập nhật và do đó đáng được chú ý. Ăn hành lý đặc biệt cho các tập đoàn đóng tàu.

Đánh giá hệ thống CAD sản xuất trong nước

TRÊN thị trường Nga Ngoài ra còn có những cầu thủ xứng đáng. Trong số đó:

• ASCON. Mức độ phổ biến của COMPASS đang tăng với tốc độ đáng chú ý. Và tất cả là do hệ thống này chủ yếu nhắm đến các nhà phát triển trong nước.

• Intermech. Với sản phẩm Cadmech của mình, công ty có trụ sở tại Minsk đang dần lấy lại đà phát triển. Một trong những lợi thế là hệ thống điền tài liệu được phát triển tốt.

• Hệ thống hàng đầu. Nhà phát triển Moscow, người đã cung cấp cho chúng tôi T-FLEX CAD, từ lâu đã vượt qua biên giới Nga và bắt đầu lan rộng sang châu Âu.

Hầu hết các nhà sản xuất Nga đều làm việc với các hệ thống AutoCAD, KOMPAS và SolidWorks. Chúng ta hãy xem xét chúng chi tiết hơn.

AutoCAD

Người lãnh đạo không thể tranh cãi. Đối với nhiều người, AutoCAD là tiêu chuẩn. Quả thực, phần mềm Autodesk có một số ưu điểm:

• Bộ chức năng phong phú. Hầu hết những phát triển mới nhất đều xuất hiện ở đây đầu tiên.

• Hỗ trợ kỹ thuật. Các đánh giá hiện tại về hệ thống CAD và khả năng của nó luôn được công bố rộng rãi.

• Cập nhật và mở rộng. Sản phẩm không ngừng được phát triển và cải tiến.

• Yêu cầu thấp. Một trong những yếu tố quan trọng. AutoCAD không yêu cầu máy tính quá mạnh.

LA BÀN

Không một bài đánh giá nào về hệ thống CAD/CAM ở Nga là hoàn chỉnh nếu không đề cập đến KOMPAS. Và có một số lý do cho việc này:

• Tập trung vào thị trường nội địa. Chương trình ban đầu được phát triển bằng tiếng Nga, tất cả các hướng dẫn đều có thể đọc được.

• Thư viện GOST. Một điểm cộng không thể phủ nhận. Thiết kế với thư viện GOST làm sẵn sẽ thuận tiện và sinh lợi hơn nhiều.

• Khả năng tương thích phiên bản Một trong những vấn đề với hệ thống nước ngoài là các bản vẽ được tạo trong phiên bản cũ hơn rất có thể sẽ không mở được trong các phiên bản mới. Mọi thứ ở đây đơn giản và thân thiện hơn nhiều.

SolidWorks

Một hệ thống ít phổ biến hơn những hệ thống trước. Điều này chủ yếu là do yêu cầu hiệu suất cao của máy tính. Tuy nhiên, SolidWorks có giao diện trực quan và một số tính năng không có ở các sản phẩm khác.

Sự lựa chọn có lợi cho gói phần mềm này hoặc gói phần mềm khác được thực hiện trên cơ sở phân tích kỹ lưỡng. AutoCAD có thể giải quyết hầu hết các vấn đề, nhưng đôi khi cần có các chức năng cụ thể và nhắm mục tiêu vào một thị trường cụ thể. Trong một số trường hợp, chi phí và nhu cầu của sản phẩm, độ phức tạp của nó và sự sẵn có của các chuyên gia có trình độ được đặt lên hàng đầu.

Bình luận:

Panasonic đã phát hành máy ảnh không gương lật lai Lumix G95. ...

Làn da mịn màng và được chăm sóc tốt là một trong những tiêu chuẩn sắc đẹp hiện đại, vì vậy mọi cô gái và phụ nữ...

Công ty Samsung tuyên bố bắt đầu sản xuất hàng loạt chipset 5G đa chế độ. Chúng bao gồm...

Nhà sản xuất TV Ấn Độ Vu vừa giới thiệu ba dòng TV mới: Pixelight TV, UltraSmar...

Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến ​​thức rất đơn giản. Sử dụng mẫu dưới đây

Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng kiến ​​thức trong học tập và công việc sẽ rất biết ơn các bạn.

Đăng trên http://www.allbest.ru/

Giới thiệu

Sự cạnh tranh khốc liệt từ lâu đã ngự trị trong sản xuất công nghiệp. Để tồn tại trong điều kiện khó khăn này, doanh nghiệp phải sản xuất sản phẩm mới càng nhanh càng tốt, giảm chi phí và nâng cao chất lượng. Trong quá trình này, họ được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) hiện đại, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho toàn bộ chu trình phát triển sản phẩm - từ phát triển ý tưởng đến tạo nguyên mẫu và đưa nó vào sản xuất. Điều này tăng tốc đáng kể quá trình tạo ra sản phẩm mới mà không ảnh hưởng đến chất lượng. Vì vậy, hiện nay không một doanh nghiệp thiết kế hay công nghiệp nào có thể làm được nếu không có CAD. Và mặc dù các hệ thống này chỉ chiếm khoảng 3% thị trường phần mềm, nhưng chúng đóng một vai trò rất quan trọng vì chúng giúp tạo ra các sản phẩm mà không có thứ đó thì không thể tưởng tượng được trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta: ô tô, máy bay, đồ gia dụng, thiết bị công nghiệp và do đó, là một trong những động lực của nền công nghiệp hiện đại và nền kinh tế toàn cầu.

Sự tiến bộ của khoa học công nghệ, nhu cầu về các sản phẩm công nghiệp mới quyết định nhu cầu thực hiện công việc thiết kế quy mô lớn.

Thiết kế máy móc và hệ thống máy là một quá trình động gồm nhiều bước. Quá trình này mang tính sáng tạo, nhiều mặt và khá tốn công sức. Theo quy định, việc thiết kế máy móc, bao gồm máy móc và thiết bị nâng và vận chuyển, xây dựng và đường bộ, được thực hiện bởi một nhóm lớn gồm nhiều chuyên gia khác nhau bằng cách sử dụng nhiều phương pháp và kỹ thuật tính toán, thử nghiệm, heuristic.

Các yêu cầu về chất lượng của dự án và thời gian thực hiện chúng ngày càng trở nên nghiêm ngặt khi độ phức tạp của các đối tượng được thiết kế tăng lên và tầm quan trọng của các chức năng mà chúng thực hiện cũng tăng lên. Không thể đáp ứng những yêu cầu này chỉ bằng cách tăng số lượng nhà thiết kế, vì khả năng thực hiện song song công việc thiết kế còn hạn chế và số lượng công nhân kỹ thuật và kỹ thuật trong các tổ chức thiết kế của đất nước không thể tăng đáng kể. Vấn đề có thể được giải quyết dựa trên tự động hóa thiết kế - sử dụng rộng rãi công nghệ máy tính.

Mục tiêu của tự động hóa thiết kế là nâng cao chất lượng, giảm chi phí vật liệu, giảm thời gian thiết kế và loại bỏ xu hướng tăng số lượng công nhân kỹ thuật và kỹ thuật tham gia thiết kế, tăng năng suất lao động của họ.

CAD là một hệ thống tổ chức và kỹ thuật bao gồm một bộ công cụ tự động hóa thiết kế, được kết nối với các phòng ban của tổ chức thiết kế và thực hiện thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính.

1 . Mô tả chung về hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính,mục đích và lĩnh vực ứng dụng của chúng

1.1 Mô tả chung về hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính

CAD là một hệ thống tổ chức và kỹ thuật, là một phần trong cấu trúc của tổ chức thiết kế và thực hiện thiết kế bằng cách sử dụng một bộ công cụ thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD).

Sự tương tác giữa các phòng ban của tổ chức thiết kế với một bộ công cụ tự động hóa thiết kế được điều chỉnh bởi sự hỗ trợ của tổ chức.

Chức năng chính của CAD là thực hiện thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính ở tất cả hoặc từng giai đoạn thiết kế đối tượng và các thành phần của chúng.

Khi tạo hệ thống CAD và các thành phần của chúng, bạn nên được hướng dẫn theo các nguyên tắc cơ bản sau:

Thống nhất hệ thống;

Khả năng tương thích;

Đánh máy;

Phát triển.

Nguyên tắc thống nhất hệ thống phải đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống và sự gắn kết mang tính hệ thống trong thiết kế của các yếu tố riêng lẻ và toàn bộ đối tượng thiết kế (thiết kế phân cấp).

Nguyên tắc tương thích phải đảm bảo hoạt động chung của các thành phần CAD và duy trì toàn bộ hệ thống mở.

Nguyên tắc đánh máy là tập trung vào việc tạo và sử dụng chính các phần tử CAD tiêu chuẩn và thống nhất. Các yếu tố có triển vọng sử dụng nhiều lần sẽ được điển hình hóa. Các yếu tố tiêu chuẩn và tiêu chuẩn hóa được kiểm tra định kỳ để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu CAD hiện đại và được sửa đổi khi cần thiết.

Việc tạo ra một hệ thống CAD có tính đến nguyên tắc gõ phải bao gồm:

Phát triển phiên bản cơ bản của KSAP và (hoặc) các thành phần của nó;

Tạo bản sửa đổi CSAP và (hoặc) các thành phần của nó dựa trên phiên bản cơ bản.

Nguyên tắc phát triển phải đảm bảo bổ sung, cải tiến và cập nhật các thành phần CAD, cũng như sự tương tác và mở rộng mối quan hệ với các hệ thống tự động nhiều cấp độ khác nhau và mục đích chức năng.

Công việc phát triển CAD và hiện đại hóa các thành phần CAD được thực hiện theo các thông số kỹ thuật.

Là một sản phẩm hoàn chỉnh, CAD là sự kết hợp của các thành phần sau:

· phương tiện kỹ thuật cung cấp khả năng tiếp nhận tự động các giải pháp thiết kế;

· các chương trình kiểm soát hoạt động của các phương tiện kỹ thuật và thực hiện các quy trình thiết kế;

· dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình;

· Tài liệu chứa tất cả thông tin cần thiết để thực hiện thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính bằng hệ thống CAD này.

Để thực hiện các tác vụ của người dùng, cần có các công cụ phần mềm - hướng dẫn chính xác và chi tiết chứa chuỗi hành động để xử lý thông tin. Bản thân máy tính không có kiến ​​thức về bất kỳ lĩnh vực ứng dụng nào của nó; tất cả những kiến ​​thức này đều tập trung vào các chương trình được thực thi trên máy tính. Phần mềm CAD bao gồm một bộ chương trình dành cho nhiều mục đích khác nhau nhằm đảm bảo hoạt động của hệ thống máy tính và giải quyết các vấn đề thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính.

Khi cấu trúc phần mềm, các khái niệm về hệ thống phần mềm, hệ thống phần mềm, tổ hợp và thành phần được sử dụng. Gói phần mềm ứng dụng là một tập hợp các chương trình được hợp nhất bởi một ứng dụng chung, tức là. khả năng thực hiện chung hoặc tập trung vào một loại nhiệm vụ cụ thể. Một tổ hợp, như được định nghĩa trong Hệ thống tài liệu chương trình thống nhất (USPD), là một chương trình phức tạp có thể được chia thành các phần thành phần. Thành phần là thành phần của chương trình có mục đích chức năng riêng. Khái niệm “phức tạp - thành phần” tương tự như khái niệm “hệ thống - phần tử” trong thiết kế phân cấp khối của các hệ thống phức hợp, do đó, trên mỗi mức độ phân cấp thiết kế phần mềm, những khái niệm này chứa đầy nội dung cụ thể của chúng. Do đó, hệ điều hành ES OS là một hệ điều hành phức tạp và trình biên dịch FORTRAN là thành phần của nó. Ở cấp độ thiết kế trình biên dịch, nó được coi là một phức hợp và trình phân tích cú pháp và trình tạo mã là các thành phần của nó.

Các bộ phận cấu thành của CAD, được kết nối chặt chẽ với cơ cấu tổ chức của tổ chức thiết kế, là các hệ thống con trong đó, với sự trợ giúp của các tổ hợp công cụ chuyên dụng, một chuỗi nhiệm vụ CAD hoàn chỉnh về mặt chức năng sẽ được giải quyết.

Dựa trên mục đích của chúng, các hệ thống con được chia thành thiết kế và bảo trì.

Thiết kế các hệ thống con. Họ hướng đối tượng và thực hiện một giai đoạn (giai đoạn) thiết kế nhất định hoặc một nhóm nhiệm vụ thiết kế liên quan trực tiếp.

Ví dụ về các hệ thống con thiết kế: thiết kế sơ bộ sản phẩm, thiết kế các bộ phận thân máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công.

Phục vụ các hệ thống con. Các hệ thống con như vậy có ứng dụng trên toàn hệ thống và cung cấp hỗ trợ cho hoạt động của các hệ thống con thiết kế, cũng như việc thiết kế, truyền tải và đưa ra kết quả thu được trong đó.

Ví dụ về các hệ thống con dịch vụ: ngân hàng dữ liệu tự động, hệ thống con tài liệu, hệ thống con đầu vào-đầu ra đồ họa.

Việc hình thành và sử dụng mô hình của đối tượng thiết kế trong các bài toán ứng dụng được thực hiện bởi bộ công cụ thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD) của hệ thống (hoặc hệ thống con).

Các bộ phận cấu trúc của hệ thống KSAP là các bộ công cụ khác nhau cũng như các thành phần hỗ trợ tổ chức.

Các tổ hợp phương tiện được phân loại là sản phẩm công nghiệp được sản xuất, nhân rộng và sử dụng như một phần của CAD và được ghi lại là các sản phẩm được chỉ định.

Tổ hợp công cụ được chia thành tổ hợp công cụ thuộc một loại hỗ trợ (kỹ thuật, phần mềm, thông tin) và tổ hợp công cụ.

Tổ hợp phương tiện của một loại trụ đỡ bao gồm các thành phần của một loại trụ đỡ; tổ hợp các phương tiện kết hợp - một tập hợp các thành phần của các loại hỗ trợ khác nhau.

KSAP kết hợp liên quan đến các sản phẩm cho mục đích công nghiệp và kỹ thuật được chia thành:

· chương trình và phương pháp luận (PMK);

· Phần mềm và kỹ thuật (PTK).

Tổ hợp phần mềm và phương pháp luận là một tập hợp các thành phần hỗ trợ phần mềm, thông tin và phương pháp được kết nối với nhau (bao gồm các thành phần hỗ trợ toán học và ngôn ngữ) cần thiết để có được giải pháp thiết kế hoàn chỉnh cho đối tượng thiết kế (một hoặc nhiều bộ phận của nó hoặc toàn bộ đối tượng) hoặc thực hiện các thủ tục thống nhất.

Tùy thuộc vào mục đích, PMC được chia thành toàn hệ thống và cơ bản.

PMC toàn hệ thống nhằm vào các đối tượng thiết kế và cùng với hệ điều hành máy tính, là môi trường vận hành trong đó các tổ hợp cơ bản hoạt động.

Các PMC cơ bản có thể hướng đến vấn đề và hướng đối tượng, tùy thuộc vào việc chúng triển khai các quy trình thiết kế thống nhất hay cụ thể cho một lớp đối tượng nhất định.

PMC định hướng vấn đề có thể bao gồm phần mềm được thiết kế để tự động sắp xếp dữ liệu nguồn, các yêu cầu và hạn chế đối với toàn bộ đối tượng thiết kế hoặc cho các đơn vị lắp ráp; lựa chọn nguyên lý hoạt động vật lý của đối tượng thiết kế; sự lựa chọn giải pháp kỹ thuật và cấu trúc của đối tượng thiết kế; đánh giá các chỉ số chất lượng (khả năng sản xuất) của kết cấu, thiết kế lộ trình xử lý các bộ phận.

PMC hướng đối tượng phản ánh các tính năng của đối tượng thiết kế như một lĩnh vực chủ đề tổng thể. Ví dụ, các PMC như vậy bao gồm các PMC hỗ trợ thiết kế tự động các đơn vị lắp ráp; thiết kế các bộ phận dựa trên các giải pháp tiêu chuẩn hoặc mượn; các bộ phận dựa trên sự tổng hợp của chúng từ các phần tử hình thức; quy trình công nghệ theo loại hình gia công linh kiện, v.v.

Tổ hợp phần mềm và phần cứng là một tập hợp các thành phần phần cứng được kết nối với nhau.

Tùy thuộc vào mục đích của hệ thống phần cứng và phần mềm, chúng được phân biệt: máy trạm tự động (AWS); tổ hợp máy tính trung tâm (CCC).

Các tổ hợp công cụ có thể kết hợp tài nguyên máy tính và thông tin của chúng, tạo thành các mạng máy tính các hệ thống con hoặc toàn bộ hệ thống.

Các bộ phận cấu trúc của tổ hợp công cụ là thành phần của các loại hỗ trợ sau: phần mềm, thông tin, phương pháp luận, toán học, ngôn ngữ và kỹ thuật.

Các thành phần của các loại hỗ trợ thực hiện một chức năng nhất định và đại diện cho phần tử CAD nhỏ nhất (không thể phân chia) được phát triển (hoặc mua) độc lập (ví dụ: chương trình, hướng dẫn, hiển thị, v.v.). Cần đạt được chức năng hiệu quả của CSAP và sự tương tác của các bộ phận cấu trúc của CAD ở mọi cấp độ bằng cách tập trung vào các giao diện tiêu chuẩn và giao thức truyền thông đảm bảo sự tương tác của các công cụ phức hợp.

Hoạt động hiệu quả của KSAP phải đạt được thông qua sự phát triển được các bên thống nhất (phối hợp với những đơn vị đã mua) của các thành phần có trong tổ hợp quỹ.

KSAP của các hệ thống con phục vụ cũng như các hệ thống điều khiển và phần cứng riêng lẻ của các hệ thống con này có thể được sử dụng trong hoạt động của tất cả các hệ thống con.

PMC trên toàn hệ thống bao gồm phần mềm, thông tin, phương pháp luận và các loại hỗ trợ khác. Chúng được thiết kế để thực hiện các quy trình thống nhất nhằm quản lý, giám sát, lập kế hoạch cho quá trình tính toán, phân phối tài nguyên CAD và triển khai các chức năng khác phổ biến cho toàn bộ hệ thống con hoặc hệ thống CAD.

Ví dụ về PMC toàn hệ thống: hệ thống giám sát, hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, hệ thống truy xuất thông tin, công cụ đồ họa máy tính, hệ thống con hỗ trợ chế độ hội thoại, v.v.

Hệ thống giám sát để kiểm soát hoạt động của các phương tiện kỹ thuật trong CAD. (Màn hình là một chương trình điều khiển).

Các chức năng chính của hệ thống giám sát là: tạo các nhiệm vụ với việc kiểm soát gói nhiệm vụ, các tài nguyên cần thiết và sẵn có, quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu với việc thiết lập mức độ ưu tiên và số hàng đợi; xử lý các chỉ thị của nhiệm vụ và ngôn ngữ quản lý nhiệm vụ, cũng như ứng phó với các gián đoạn bằng cách chặn kiểm soát, phân tích nguyên nhân và giải thích chúng theo cách mà người thiết kế có thể hiểu được; các luồng nhiệm vụ phục vụ với việc tổ chức hỗ trợ hộp thoại và đồ họa tương tác trong điều kiện hoạt động song song của các hệ thống con; quản lý thiết kế tại chế độ tự động với việc phân tích chất lượng thực hiện các hoạt động của dự án, kiểm tra các tiêu chí để lặp lại một giai đoạn hoặc tiếp tục lộ trình, lựa chọn lựa chọn thay thế tuyến đường; duy trì và tối ưu hóa số liệu thống kê vận hành hệ thống; phân phối tài nguyên CAD có tính đến mức độ ưu tiên của nhiệm vụ, nhiệm vụ và hệ thống con, nhiệm vụ theo kế hoạch cũng như các hướng dẫn và yêu cầu hiện tại; bảo vệ tài nguyên và dữ liệu khỏi sự truy cập trái phép và các tác động ngoài ý muốn.

Hệ thống truy xuất thông tin (IRS) trong CAD thực hiện các chức năng như điền thông tin vào quỹ thông tin (thư viện thông tin); xử lý số học dữ liệu số và xử lý từ vựng văn bản; xử lý yêu cầu thông tinđể tìm kiếm thông tin cần thiết; xử lý dữ liệu đầu ra và tạo ra các tài liệu đầu ra. Điểm đặc biệt của IPS là các truy vấn tới chúng không được tạo ra theo chương trình mà do người dùng trực tiếp tạo ra chứ không phải bằng ngôn ngữ chính thức, màn hình có thể hiểu được và bằng ngôn ngữ tự nhiên dưới dạng một chuỗi từ khóa - mô tả. Danh sách các bộ mô tả có trong tất cả các mô tả được chấp nhận để lưu trữ tạo thành một từ điển các bộ mô tả hoặc từ điển đồng nghĩa và được dùng để hình thành các hướng dẫn tìm kiếm.

Ngoài ra còn có các IPA phức tạp hơn so với các IPA mô tả. Một vai trò quan trọng trong đó được thực hiện bởi ngôn ngữ truy xuất thông tin, ngôn ngữ này có tính đến mối quan hệ ngữ nghĩa giữa các đối tượng thông tin. Điều này cho phép bạn giảm số lượng cấu trúc ngôn ngữ được nhận dạng không chính xác và xử lý các yêu cầu dựa trên các tiêu chí khác nhau về sự tương ứng ngữ nghĩa.

Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) là một phức hợp phần mềm và phương pháp để đảm bảo hoạt động với cơ sở thông tin được tổ chức dưới dạng cấu trúc dữ liệu.

Ngân hàng dữ liệu là hình thức tổ chức thông tin cao nhất trong các hệ thống CAD lớn. Chúng là những hệ thống thông tin và tham khảo hướng tới vấn đề cung cấp thông tin đầu vào thông tin cần thiết, độc lập với các nhiệm vụ cụ thể là duy trì, lưu trữ mảng thông tin và đưa ra các thông tin cần thiết theo yêu cầu của người dùng hoặc chương trình. Ngân hàng dữ liệu sử dụng thông tin thực tế.

DBMS thực hiện các chức năng chính sau: xác định cơ sở dữ liệu, tức là mô tả các cấp độ khái niệm, bên ngoài và bên trong của các lược đồ; ghi dữ liệu vào cơ sở dữ liệu; tổ chức lưu trữ bằng cách thay đổi, bổ sung, sắp xếp lại dữ liệu; cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu (tìm kiếm và truy xuất).

Để xác định dữ liệu và truy cập dữ liệu, DBMS có các công cụ ngôn ngữ. Do đó, định nghĩa dữ liệu, bao gồm mô tả cấu trúc của nó, được cung cấp bằng ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu. Các chức năng truy cập dữ liệu được triển khai bằng ngôn ngữ thao tác dữ liệu và ngôn ngữ truy vấn. Dựa trên loại cấu trúc được hỗ trợ, có: các loại sau Cơ sở dữ liệu:

thứ bậc

· mạng

quan hệ

Các tổ hợp phần mềm và phương pháp của đồ họa máy tính đảm bảo sự tương tác giữa người dùng và máy tính khi trao đổi thông tin đồ họa, giải các bài toán hình học, hình thành hình ảnh và tự động tạo ra thông tin đồ họa. Tương tác đồ họa giữa người dùng và máy tính (còn gọi là phương pháp truy cập đồ họa) dựa trên các quy trình đầu vào-đầu ra, đảm bảo việc nhận và xử lý các lệnh từ thiết bị đầu vào-đầu ra và đưa ra các hành động điều khiển trên các thiết bị này. Giải pháp cho các vấn đề hình học (mô hình hình học) liên quan đến việc chuyển đổi thông tin đồ họa, thể hiện việc thực hiện một hoặc một chuỗi các hoạt động đồ họa cơ bản khác như dịch chuyển, xoay, chia tỷ lệ, v.v. Đối với mô hình hình học, PMC được sử dụng, trong đó, ngoài các thao tác đồ họa cơ bản riêng lẻ, có thể thực hiện các phép biến đổi đồ họa của hình ảnh ba chiều, quy trình xây dựng các hình chiếu, mặt cắt, v.v.. Phần mềm chuyển đổi đồ họa thường cung cấp các công cụ để tạo một số hình ảnh được sử dụng thường xuyên, quản lý cơ sở dữ liệu đồ họa. và gỡ lỗi các chương trình con đồ họa.

Chế độ hộp thoại được cung cấp bởi các tổ hợp phần mềm và phương pháp để nhập, kiểm soát, chỉnh sửa, chuyển đổi và xuất thông tin đồ họa và/hoặc biểu tượng. Mục nhập nhiệm vụ từ xa qua đàm thoại cung cấp mục nhập và chỉnh sửa nhiệm vụ thông qua các kênh liên lạc, thực hiện nhiệm vụ ở chế độ hàng loạt và xuất kết quả qua đường truyền thông tới thiết bị đầu cuối từ xa. Hệ thống CAD có thể sử dụng cả PMC tương tác đa năng và chuyên dụng. Nên sử dụng PMC đa năng ở giai đoạn đầu tạo và vận hành hệ thống CAD để kiểm tra và thử nghiệm phương pháp thiết kế, công nghệ xử lý dữ liệu và chương trình ứng dụng. Trong tương lai, có thể sửa đổi PMC có tính đến các yêu cầu cụ thể để tổ chức đối thoại bằng CAD. Trong trường hợp này, cần tính đến sự hiện diện của chế độ tương tác hoặc chế độ hàng loạt để xử lý yêu cầu; định hướng hệ thống hướng tới người dùng không phải là lập trình viên; khả năng mở rộng hệ thống bằng cách đưa vào các chương trình ứng dụng tương tác bằng ngôn ngữ cấp cao; khả năng kiểm soát cuộc đối thoại bằng cách sử dụng “menu” và chỉ thị, mong muốn giao tiếp trong tiếng mẹ đẻ và như thế.

Ví dụ về PMC để cung cấp các chế độ tương tác: hệ thống kiểm soát tương tác đầu vào tác vụ, hệ thống chế độ chia sẻ thời gian, v.v.

Chức năng của CAD chỉ có thể thực hiện được khi có sự hiện diện và tương tác của các công cụ sau:

- phần mềm;

- hỗ trợ thông tin;

- hỗ trợ về phương pháp luận;

- hỗ trợ ngôn ngữ;

- hỗ trợ kỹ thuật;

- hỗ trợ tổ chức.

Bây giờ hãy hiểu ngắn gọn mục đích của từng thành phần của công cụ CAD

phần mềm CAD là tập hợp tất cả các chương trình và tài liệu vận hành cần thiết để thực hiện thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Phần mềm được chia thành hệ thống chung và phần mềm (ứng dụng) đặc biệt. Phần mềm toàn hệ thống nhằm mục đích tổ chức hoạt động của các phương tiện kỹ thuật, tức là để lập kế hoạch và quản lý quy trình tính toán, phân phối các tài nguyên sẵn có và được thể hiện bằng các hệ điều hành khác nhau. Phần mềm đặc biệt thực hiện hỗ trợ toán học để thực hiện trực tiếp các quy trình thiết kế.

Hỗ trợ thông tin CAD. Cơ sở là dữ liệu mà các nhà thiết kế sử dụng trực tiếp trong quá trình thiết kế để phát triển các giải pháp thiết kế. Dữ liệu này có thể được trình bày dưới dạng một số tài liệu nhất định trên nhiều phương tiện khác nhau chứa thông tin tham khảo về vật liệu, thông số của các phần tử, thông tin về hiện trạng phát triển dưới dạng các giải pháp thiết kế trung gian và cuối cùng.

có phương pháp hỗ trợ CAD. Sự hỗ trợ về phương pháp luận của CAD được hiểu là các tài liệu có trong thành phần của nó quy định quy trình vận hành của nó. Hơn nữa, các tài liệu liên quan đến quá trình tạo CAD không được đưa vào hỗ trợ về mặt phương pháp. Vì vậy, về cơ bản, các tài liệu hỗ trợ về phương pháp luận có tính chất hướng dẫn và việc phát triển chúng là một quá trình sáng tạo.

phần mềm CAD. Cơ sở là các thuật toán mà phần mềm CAD được phát triển. Trong số các thành phần khác nhau của phần mềm toán học, có những thành phần bất biến - nguyên tắc xây dựng mô hình hàm số, phương pháp giải số của các bài toán đại số và phương trình vi phân, xây dựng các bài toán cực trị, tìm cực trị. Phát triển phần mềm là giai đoạn khó khăn nhất trong việc tạo ra một hệ thống CAD, phụ thuộc phần lớn vào năng suất và hiệu quả của hệ thống CAD nói chung.

Hỗ trợ CAD ngôn ngữ. Cơ sở được tạo thành từ các công cụ ngôn ngữ đặc biệt (ngôn ngữ thiết kế) nhằm mô tả các quy trình thiết kế và giải pháp thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Phần chính của hỗ trợ ngôn ngữ là ngôn ngữ giao tiếp giữa con người và máy tính.

Hỗ trợ kỹ thuật CAD. Đây là việc tạo ra và sử dụng máy tính, máy vẽ, thiết bị văn phòng và tất cả các loại thiết bị kỹ thuật, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính.

tổ chức bảo vệCADĐoạn này quy định việc bố trí nhân sự cho các bộ phận CAD với các chuyên gia có năng lực chuyên môn, có kỹ năng và kiến ​​thức để làm việc với các thành phần CAD được liệt kê ở trên. Hiệu quả và chất lượng của toàn bộ tổ hợp CAD (thậm chí có thể là toàn bộ quá trình sản xuất) sẽ phụ thuộc vào công việc của họ.

1.2 Mục đích và lĩnh vực ứng dụng CAD

Trong ngành sản xuất của Nga, khái niệm hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) thường bao gồm CAD, CAE và CAM, mặc dù các nhà thiết kế nước ngoài chỉ liên kết CAD với CAD.

Tùy thuộc vào đối tượng thiết kế CAD, thông thường người ta sẽ loại bỏ

đổ vào ít nhất hai loại chính:

CAD (Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính). Ở đây Máy tính - máy tính, Hỗ trợ - với sự trợ giúp, Thiết kế - dự án, thiết kế. Do đó, thuật ngữ CAD có thể được dịch là “thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính”. Các hệ thống này thực hiện mô hình hóa thể tích và hình học phẳng, tính toán và phân tích kỹ thuật, đánh giá các giải pháp thiết kế và tạo ra các bản vẽ. Trong một công thức chặt chẽ hơn, CAD là gói phần mềm dành cho việc thiết kế (phát triển) các cơ sở sản xuất (hoặc xây dựng), cũng như chuẩn bị tài liệu thiết kế và/hoặc công nghệ. Các hệ thống CAD hiện đại được sử dụng cùng với các hệ thống tự động hóa CAE để tính toán và phân tích kỹ thuật hoặc chứa các công cụ tự động hóa tích hợp để tính toán và phân tích kỹ thuật. Dữ liệu từ hệ thống CAD được chuyển sang hệ thống CAM để phát triển tự động các chương trình điều khiển cho thiết bị CNC hoặc GAPS (Hệ thống sản xuất tự động linh hoạt). Làm việc với CAD thường liên quan đến việc tạo mô hình hình học của sản phẩm (hai chiều hoặc ba chiều, khối), tạo tài liệu thiết kế (bản vẽ sản phẩm, thông số kỹ thuật, v.v.) dựa trên mô hình này và bảo trì tiếp theo.

Cần lưu ý rằng thuật ngữ tiếng Nga “CAD” liên quan đến hệ thống công nghiệp có cách hiểu rộng hơn CAD - nó bao gồm CAD, CAM và CAE.

Công nghệ sản xuất CAD. Ở các nước trước đây Liên Xô Các hệ thống này thường được gọi là CAD TP hoặc AS TP. Trong tài liệu nước ngoài, chúng được gọi là CAPP (Lập kế hoạch quy trình tự động hóa trên máy tính). Ở đây Automated - tự động, Process - quy trình, Lập kế hoạch - plan, lập kế hoạch, lập kế hoạch. Với sự trợ giúp của các hệ thống này, các quy trình công nghệ được phát triển và chính thức hóa dưới dạng lộ trình, bản đồ vận hành, lộ trình vận hành, thiết bị công nghệ được thiết kế và các chương trình điều khiển (CP) được phát triển cho máy CNC.

Mô tả cụ thể hơn về công nghệ xử lý trên thiết bị CNC (ở dạng khung chương trình điều khiển) được tạo ra bởi hệ thống điều khiển thiết bị sản xuất tự động (APS), mà trong văn học nước ngoài thường gọi là CAM (Máy tính- Hỗ trợ Chế tạo) . Ở đây Sản xuất là sản xuất, sản xuất. Bằng phương tiện kỹ thuật Thực hiện hệ thống này có thể là hệ thống CNC của máy công cụ, máy tính điều khiển máy công cụ tự động. Trong một số nguồn, thuật ngữ CAM đề cập đến việc chuẩn bị quy trình công nghệ để sản xuất sản phẩm, tập trung vào việc sử dụng công nghệ máy tính và không chỉ bao gồm quá trình chuẩn bị sản xuất trên máy tính mà còn cả phần mềm và hệ thống máy tính được thiết kế sử dụng. các nhà công nghệ. Trên thực tế, việc chuẩn bị công nghệ bắt nguồn từ việc tự động hóa việc phát triển các chương trình điều khiển cho thiết bị CNC (máy laser 2 trục), (máy phay CNC 3 và 5 trục; máy tiện; trung tâm gia công; máy tiện và phay dọc tự động) . Theo quy định, hầu hết các phần mềm và hệ thống máy tính đều kết hợp giải quyết các bài toán CAD/CAM, CAE/CAM, CAD/CAE/CAM.

Giai đoạn nghiên cứu thiết kế đôi khi được tách thành một hệ thống nghiên cứu khoa học tự động độc lập (ASRS) hoặc sử dụng thuật ngữ nước ngoài là hệ thống kỹ thuật tự động - CAE (Computer Aided Engineering). Một ví dụ về hệ thống như vậy là cái gọi là “máy phát minh”, hỗ trợ quá trình của nhà thiết kế trong việc tạo ra các giải pháp phi tiêu chuẩn mới, đôi khi ở cấp độ phát minh. Theo nghĩa hẹp hơn, CAE là tên chung cho các chương trình hoặc gói phần mềm được thiết kế để tính toán kỹ thuật, phân tích và mô phỏng các quá trình vật lý. Phần tính toán của các gói thường dựa trên các phương pháp số để giải phương trình vi phân (phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp thể tích hữu hạn, phương pháp sai phân hữu hạn, v.v.). Các hệ thống tự động hóa hiện đại để tính toán kỹ thuật (CAE) được sử dụng cùng với các hệ thống CAD (thường được tích hợp vào chúng, trong trường hợp đó thu được hệ thống CAD/CAE lai). Hệ thống CAE là một loạt các sản phẩm phần mềm cho phép bạn đánh giá mô hình máy tính của sản phẩm sẽ hoạt động như thế nào trong điều kiện hoạt động thực tế. Chúng cho phép bạn kiểm tra hiệu suất của sản phẩm mà không tốn nhiều thời gian và tiền bạc.

Ngoài ra, họ còn phân biệt: hệ thống quản lý và lập kế hoạch sản xuất PPS (Hệ thống kế hoạch sản xuất), tương ứng với thuật ngữ trong nước hệ thống điều khiển tự động (hệ thống điều khiển sản xuất tự động). CAQ (Kiểm soát chất lượng hỗ trợ máy tính) là một hệ thống quản lý chất lượng tự động. PDM (Quản lý dữ liệu sản phẩm) là một hệ thống quản lý thông tin sản xuất tự động. Hệ thống analog quản lý tài liệu điện tử. CAD/CAM/CAE/PDM - hệ thống phức tạp thiết kế và sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính. CIM (Computer Integrated Manufacturing) là một hệ thống sản xuất tích hợp.

2 . Ứng dụng hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tínhtrong kỹ thuật cơ khí

Trực tiếp trong kỹ thuật cơ khí, các gói chuyên dụng và nhiều tiện ích bổ sung khác nhau của các hệ thống thiết kế tổng quát và phổ biến hơn, chẳng hạn như Autodesk AutoCAD, ZwCAD, BricsCAD, Cosmos, SolidWorks và các gói khác, được sử dụng. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số hệ thống.

Theo truyền thống, các sản phẩm CAD dành cho kỹ thuật cơ khí được chia thành ba loại: nặng, trung bình và nhẹ. Sự phân loại này đã phát triển trong lịch sử và mặc dù từ lâu đã có tin đồn rằng ranh giới giữa các lớp sắp bị xóa bỏ, nhưng chúng vẫn tồn tại vì các hệ thống vẫn khác nhau cả về giá cả và chức năng.

Kết quả là, hiện nay có một số hệ thống mạnh mẽ trong lĩnh vực này, loại “đầu sỏ” của thế giới CAD, đang phát triển đều đặn các sản phẩm dành cho tầng lớp trung lưu và các chương trình “nhẹ” rẻ tiền đã trở nên phổ biến. Ngoài ra còn có cái gọi là “tầng lớp xã hội không giai cấp”, vai trò của nó được thực hiện bởi nhiều giải pháp chuyên biệt khác nhau.

2.1 CAD nặng

Công nghệ máy tính được thiết kế không tự động hóa giao dịchVàliên kết công nghệ hiện có trên toàn quốc(vì điều này thường không có tác dụng gì, ngoại trừ một số thay đổi về điều kiện làm việc), và về nguyên tắchthay đổi chính công nghệ thiết kế và sản xuất sản phẩm. Chỉ trong trường hợp này, chúng ta mới có thể mong đợi giảm đáng kể thời gian cần thiết để tạo ra sản phẩm, giảm chi phí trong toàn bộ vòng đời của sản phẩm và cải thiện chất lượng sản phẩm.

Trước hết, liên quan đến việc tạo ra các sản phẩm cơ khí phức tạp, cơ sở của việc tổ chức công nghệ máy tính là tạo ra một mô hình điện tử hoàn chỉnh của sản phẩm, vì đó là việc tạo ra các mô hình điện tử ba chiều đủ để sản phẩm được thiết kế thực sự mở ra cơ hội to lớn để tạo ra các sản phẩm chất lượng cao hơn (đặc biệt là các sản phẩm phức tạp, chuyên sâu về kiến ​​thức) và trong khung thời gian ngắn hơn.

Lý tưởng nhất là trong quá trình thiết kế và sản xuất các sản phẩm phức tạp, nhiều thành phần, mọi người tham gia thiết kế nên làm việc đồng thời và quan sát công việc của nhau để tạo ngay các mô hình điện tử của các bộ phận, cụm, cụm, hệ thống và toàn bộ sản phẩm trên máy tính.

Đồng thời, cần phải giải quyết đồng thời các vấn đề về thiết kế ý tưởng, tất cả các loại phân tích kỹ thuật, tình huống mô hình hóa, cũng như bố cục sản phẩm và hình thành các đường viền bên ngoài. Không cần đợi quá trình phát triển một sản phẩm mới hoàn thiện, thông tin này nên được sử dụng để chuẩn bị công nghệ sản xuất và sản xuất như vậy. Ngoài ra, cần tự động quản lý tất cả dữ liệu được tạo của mô hình điện tử (tức là cấu trúc của sản phẩm) và quá trình tạo ra chính sản phẩm đó, đồng thời có thể quản lý cấu trúc của quá trình tạo sản phẩm.

Để triển khai công nghệ máy tính cho thiết kế và sản xuất, phải sử dụng hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính, phân tích kỹ thuật và chuẩn bị công nghệ (CAD/CAE/CAM) cũng như hệ thống quản lý dự án (PDM - Product Data Management).

Hệ thống CAD/CAE/CAM cấp cao nhất là gì? Đây là một hệ thống, trước hết, cung cấp toàn bộ chu trình tạo ra sản phẩm từ ý tưởng khái niệm đến thực hiện và thứ hai (và đây là điều quan trọng nhất), tạo ra môi trường thiết kế và công nghệ cho công việc đồng thời của tất cả những người tham gia tạo ra một sản phẩm. sản phẩm với một mô hình điện tử ảo duy nhất của sản phẩm này.

Ở phương Tây, triết lý tổ chức này được biểu thị bằng chữ viết tắt CAPE (Môi trường nghệ thuật thành sản phẩm đồng thời), có thể dịch là “Một môi trường duy nhất để tạo ra một sản phẩm từ ý tưởng đến thực hiện”. Về cơ bản, chính mức độ mà hệ thống thực hiện triết lý cụ thể sẽ quyết định cấp độ của hệ thống. Được hướng dẫn bởi khái niệm này, bạn có thể rút ngắn đáng kể chu trình tạo ra sản phẩm, nâng cao trình độ kỹ thuật của dự án, tránh sự thiếu nhất quán và sai sót trong quá trình sản xuất thiết bị và bản thân sản phẩm do thực tế là Trường hợp như vậy tất cả dữ liệu được kết nối và kiểm soát.

Hiện tại, chỉ còn lại ba hệ thống CAD cao cấp trên thị trường - Unigraphics NX của EDS, CATIA của công ty Dassault Systemes của Pháp (công ty đang quảng bá nó cùng với IBM) và Pro/Engineer của RTS (Parametric Technology Corp.). Trước đây có những hệ thống mạnh hơn nhưng sau hàng loạt thương vụ mua bán, sáp nhập công ty, số lượng gói giảm dần.

Các công ty được đề cập là những công ty dẫn đầu trong lĩnh vực CAD và sản phẩm của họ chiếm thị phần lớn trên thị trường về mặt tiền tệ. Tính năng chính của hệ thống CAD “nặng” là chức năng mở rộng của chúng, hiệu suất cao và sự ổn định trong công việc đều là kết quả của sự phát triển lâu dài. Tuy nhiên, các hệ thống này không còn trẻ - CATIA xuất hiện năm 1981, Pro/Engineer - năm 1988, và Unigraphics NX, mặc dù được phát hành năm 2002, là kết quả của sự hợp nhất của hai hệ thống rất đáng kính - Unigraphics và I -Deas được EDS đón nhận với tư cách là là kết quả của việc mua lại Unigraphics và SDRC. Tất cả các chương trình này bao gồm các công cụ mô hình hóa bề mặt và vật rắn ba chiều, cũng như các mô-đun phân tích cấu trúc và tiền sản xuất, tức là chúng là các gói CAD/CAM/CAE tích hợp. Ngoài ra, cả ba nhà cung cấp đều cung cấp hệ thống quản lý dữ liệu kỹ thuật (PDM) cho hệ thống CAD của họ, cho phép bạn quản lý tất cả tài liệu thiết kế và cung cấp dữ liệu bổ sung được xuất từ ​​các nguồn khác. hệ thống công ty, từ sách tham khảo và các nguồn quy định.

Mặc dù thực tế là các hệ thống nặng đắt hơn nhiều so với các hệ thống “nhẹ hơn” của chúng (hàng chục nghìn đô la cho mỗi máy trạm), chi phí mua chúng vẫn được đền đáp, đặc biệt là khi Chúng ta đang nói về về sản xuất phức tạp, ví dụ như cơ khí, chế tạo động cơ, ngành hàng không và vũ trụ. Tuy nhiên, không có nhiều khách hàng lớn có khả năng chi hàng triệu USD cho CAD. Theo giới phân tích, phân khúc thị trường này gần như đã bão hòa và bị chia rẽ giữa các “cá voi” trong ngành. Giờ đây, các nhà sản xuất công cụ tự động hóa thiết kế đang đặt hy vọng vào các doanh nghiệp vừa và nhỏ, vốn đông hơn nhiều so với các gã khổng lồ trong ngành công nghiệp. Hệ thống hạng trung và hạng nhẹ được thiết kế cho họ.

2.2 CAD tầng lớp trung lưu

Trong thế giới CAD, tầng lớp trung lưu xuất hiện muộn hơn hai tầng lớp còn lại - vào đầu những năm 90. Trước đây, chỉ những hệ thống nặng đắt tiền mới có công cụ tạo mô hình rắn 3D và các chương trình nhẹ mới được sử dụng để vẽ 2D. Các hệ thống CAD cỡ trung bình đã chiếm vị trí trung gian giữa loại nặng và loại nhẹ, kế thừa khả năng tham số ba chiều từ loại trước, đồng thời có mức giá thấp và tập trung vào nền tảng Windows từ loại sau. Họ đã cách mạng hóa thế giới CAD, mở đường cho các tổ chức thiết kế nhỏ chuyển từ thiết kế 2D sang 3D.

Một vai trò quan trọng trong sự phát triển của tầng lớp trung lưu được đóng bởi hai hạt nhân mô hình tham số trạng thái rắn ACIS và Parasolid, xuất hiện vào đầu những năm 90 và hiện được sử dụng trong nhiều hệ thống CAD hàng đầu. Hạt nhân hình học dùng để biểu diễn chính xác về mặt toán học hình dạng ba chiều của sản phẩm và kiểm soát mô hình này. Dữ liệu hình học thu được với sự trợ giúp của nó được các hệ thống CAD, CAM và CAE sử dụng để phát triển các phần tử kết cấu, tổ hợp và sản phẩm. Hiện tại, Parasolid thuộc sở hữu của EDS và ACIS thuộc sở hữu của Dassault, công ty bán giấy phép sử dụng cho bất kỳ ai. Có rất nhiều người như vậy - những hạt nhân này tạo thành nền tảng của hơn một trăm hệ thống CAD và số lượng giấy phép được bán đã vượt quá một triệu. Thành công là rõ ràng - bởi vì việc sử dụng hạt nhân làm sẵn giúp các nhà phát triển hệ thống giảm bớt việc giải quyết các nhiệm vụ mô hình hóa rắn tốn thời gian và cho phép họ tập trung vào giao diện người dùng và các chức năng khác. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là tất cả các hệ thống CAD hạng trung đều được xây dựng trên cơ sở các cơ chế này. Nhiều công ty coi trọng sự độc lập và thích phát triển động cơ của riêng mình.

Các nhà phân tích coi các hệ thống có giá khoảng 5-6 nghìn đô la một chỗ ngồi (giá ở Mỹ) là thuộc tầng lớp trung lưu. Để so sánh, các hệ thống CAD hạng nặng có giá khoảng 20.000 USD mỗi chỗ ngồi, nhưng gần đây các nhà cung cấp đã tung ra các phiên bản sản phẩm nhẹ có giá thấp hơn.

Theo dự báo của công ty phân tích Daratech, tốc độ tăng trưởng của tầng lớp trung lưu sẽ tiếp tục và dự kiến ​​đến năm 2008 thị trường sẽ tăng 11% mỗi năm. Lý do cho động lực tích cực như vậy là do lượng người dùng mới tích cực từ cả hai phe liền kề - hệ thống nặng và nhẹ. Vì vậy, theo các nhà phân tích, hiện nay ngày càng có nhiều nhà sản xuất không hài lòng với lợi nhuận kém khi đầu tư vào các sản phẩm đắt tiền và đang tìm kiếm những lựa chọn rẻ hơn. Mặt khác, toàn cầu hóa, cạnh tranh ngày càng gia tăng và sự suy thoái của nền kinh tế toàn cầu đang buộc các doanh nghiệp vừa và nhỏ phải chuyển từ CAD 2D sang 3D để tăng tốc độ ra mắt sản phẩm mới và nâng cao chất lượng. Quá trình chuyển đổi đang được thúc đẩy bởi khả năng tương thích được cải thiện giữa các hệ thống 2D và 3D và tăng lợi ích về năng suất của phần mềm CAD tầm trung.

Các hệ thống CAD cỡ trung bình hiện có nhiều đối tượng người tiêu dùng tiềm năng và họ, dù sẵn lòng hay chịu áp lực thị trường, sẽ buộc phải triển khai chúng dù sớm hay muộn. Việc mở rộng chức năng của các sản phẩm này cũng nằm trong tay “trung nông”. Do đó, các doanh nghiệp muốn có một công cụ lập mô hình 3D đáng tin cậy nhưng có thể thực hiện mà không cần các công cụ CAD phức tạp, giờ đây đã có các tùy chọn phần mềm bổ sung. Suy cho cùng, các nhà cung cấp thường tuyên bố rằng các hệ thống CAD trung bình có 80% chức năng của các sản phẩm hạng nặng và giá của chúng chỉ bằng 20% ​​giá thành của các hệ thống đắt tiền. Giờ đây, theo các nhà phân tích từ Daratech, “nông dân trung lưu” đang đạt gần 90% về năng lực và về chi phí – 50%. Tất nhiên, ngay cả khoảng cách 10% này cũng không thể giảm được. Ví dụ, ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ rất cần chức năng tiên tiến chỉ có ở những sản phẩm nặng ký. Do đó, sự khác biệt giữa hai lớp này tồn tại và sẽ vẫn tồn tại trong tương lai gần, vì các nhà phát triển của cả hai hệ thống không ngồi yên mà sẽ tiếp tục cải tiến sản phẩm của họ.

SolidWorks đã trở thành công ty tiên phong trong lĩnh vực hệ thống CAD cỡ trung bình. Vào năm 1993, hãng đã giới thiệu một sản phẩm cùng tên có lõi hình học ba chiều, theo những người sáng tạo, sản phẩm này có khả năng gần giống với các cơ chế mô hình hóa trạng thái rắn cho các hệ thống nặng, nhưng rẻ hơn nhiều. Chẳng bao lâu sau, tấm gương tiên phong đã được tiếp nối bởi Solid Edge, công ty đã phát hành phần mềm CAD cùng tên và sau đó là Autodesk. Lần đầu tiên cô phát triển chương trình Máy tính để bàn cơ khí 3D dựa trên 2D AutoCAD, sau đó tạo ra phần mềm Inventor mới. Ngoài các hệ thống này, trên thị trường còn có nhiều hệ thống CAD tầm trung khác như think3, Cadkey, Alibre. Trong số đó cũng có những diễn biến của Nga. Do đó, công ty ASCON quảng bá hệ thống KOMPAS dựa trên hạt nhân hình học của riêng mình và công ty Top Systems quảng cáo chương trình T-Flex dựa trên hạt nhân Parasolid do UGS sở hữu. Họ cũng đã trải qua một chặng đường phát triển lâu dài và có được các công cụ tích hợp để mô hình hóa bề mặt, quản lý tài liệu (PDM), chuẩn bị công nghệ sản xuất (CAM), v.v., nhưng đồng thời chúng rẻ hơn đáng kể so với các đối tác nước ngoài và bước đầu tập trung vào các tiêu chuẩn trong nước và kỹ thuật thiết kế.

2.3 Hệ thống CAD nhẹ

Các chương trình trong danh mục này được sử dụng để vẽ hai chiều nên chúng thường được gọi là bảng vẽ điện tử. Cho đến nay, họ đã bổ sung thêm một số khả năng 3D nhưng không có các công cụ lập mô hình tham số mà các hệ thống CAD hạng nặng và trung bình có.

Hệ thống vẽ đầu tiên, Sketchpad, được tạo ra vào đầu những năm 60, sau đó nhiều sản phẩm khác thuộc loại này xuất hiện, sử dụng những tiến bộ trong đồ họa máy tính. Tuy nhiên, sự hưng thịnh thực sự trong lĩnh vực này chỉ đến vào những năm 80 với sự ra đời của máy tính cá nhân. Sau khi chi phí thiết bị giảm, giá của các hệ thống CAD cũng giảm.

Người tiên phong trong lĩnh vực này là Autodesk, vào năm 1983 đã phát hành phần mềm CAD cho PC có tên là AutoCAD. Thành công thật phi thường - vào năm 1987, 100 nghìn bản AutoCAD đã được bán và ngày nay con số này đã vượt quá bốn triệu. Kết quả là Autodesk đã có thể giành được thị phần hợp lý trên thị trường CAD, đánh bật các đối thủ nặng ký khỏi phân khúc phần mềm vẽ 2D. Những người chơi khác đã noi gương người tiên phong. Vì vậy, vào năm 1984, Bently đã giới thiệu chương trình Microstation, chương trình đã trở thành đối thủ cạnh tranh chính của AutoCAD. Ngoài chúng, hiện còn có nhiều hệ thống CAD “nhẹ” khác, bao gồm DataCAD của cùng công ty, TurboCAD của IMSI, SurfCAM từ Surfware và. những sản phẩm khác đơn giản hơn và rẻ hơn ($100 - $4.000) so với các hệ thống CAD cỡ vừa và nặng, vì vậy chúng vẫn có nhu cầu, bất chấp tình trạng suy thoái kinh tế hiện nay. Kết quả là, các hệ thống “nhẹ” đã trở thành sản phẩm tự động hóa thiết kế phổ biến nhất. , một loại “ngựa thồ” của thế giới CAD.

3 . Chức năng của sản phẩm phần mềm"nanoCAD»

3.1 Nền tảngTính năng của sản phẩm "nanoCAD"

nanoCAD -- hệ thống cơ bản thiết kế và vẽ có sự hỗ trợ của máy tính (nền tảng CAD). Được phát triển bởi Nanosoft, Nga. Ở Nga và các nước CIS, nó được phân phối theo chương trình "phần mềm miễn phí". Nó có giao diện giống như AutoCAD và hỗ trợ trực tiếp định dạng DWG (sử dụng thư viện Teigha™, được phát triển bởi Open Design Alliance). Dựa trên nền tảng miễn phí nanoCAD Một số ứng dụng trả phí đang được tạo ra để thực hiện các nhiệm vụ dự án có tính chuyên môn cao khác nhau.

Ưu điểm của sản phẩm nanoCAD bao gồm:

· giá 0: Phần mềm được phân phối miễn phí và có sẵn cho cả cá nhân và tổ chức dự án sử dụng thương mại.

· Giao diện quen thuộc: nguyên tắc làm việc nanoCAD tương tự như các nguyên tắc làm việc trong AutoCAD, cho phép người dùng thay đổi nền tảng mà không cần đào tạo lại.

· Hỗ trợ trực tiếpDWG: bản vẽ được phát triển trong nanoCAD có thể được mở trong môi trường AutoCAD mà không cần chuyển đổi bổ sung và ngược lại, các bản vẽ được phát triển trong môi trường AutoCAD được mở trong môi trường nanoCAD.

· Mở API: bạn có thể phát triển cho nanoCAD ứng dụng gốc bằng ngôn ngữ C++ hoặc .NET.

Những nhược điểm của nanoCAD bao gồm:

· Thiếu hỗ trợ AutoLISP và VBA: mọi ứng dụng và công cụ thích ứng được viết bằng ngôn ngữ AutoLISP và VBA, bằng khoảnh khắc này không hoạt động trong môi trường nanoCAD.

· vấn đề tiềm ẩn với sự hỗ trợ của DWG: bởi vì nanoCAD hỗ trợ định dạng DWG bằng thư viện Teigha™ do tổ chức phi lợi nhuận Open Design Alliance phát triển, có khả năng mất khả năng tương thích với định dạng Autodesk DWG ban đầu. Trong điều kiện hiện tại, điều này khó xảy ra: Thư viện ODA được khoảng 750 tổ chức (Thành viên ODA, bao gồm Adobe, Oracle, Bentley, Dassault Systіmes, Siemens, Graphisoft, công ty Nga- Askon, Nanosoft, SiSoft, Infrasoft, v.v.). Hiện tại, phần lớn các bản vẽ trong định dạng DWGđược xử lý khá đáng tin cậy, bao gồm trực quan hóa, chỉnh sửa và lưu.

Sản phẩm " nanoCAD"về mặt chức năng chiếm một vị trí thích hợp giữa AutoCAD LT và phiên bản đầy đủ của AutoCAD. Nhà phát triển nanoCAD Họ tin rằng không một nền tảng đơn lẻ nào, về cơ bản là một bảng vẽ điện tử, có thể được gọi là CAD. Vì vậy, việc phân phối nền tảng nanoCAD miễn phí, Nanosoft cung cấp cho người dùng sử dụng ứng dụng trả phí, chạy trên cả nền tảng AutoCAD và nanoCAD.

3.2 Chức năng

Giao diện nanoCAD phiên bản mới nhất càng gần với giao diện của các hệ thống CAD cổ điển càng tốt: phần chính của cửa sổ bị chiếm bởi không gian làm việc, trong đó bản vẽ được phát triển trực tiếp, ở phần trên có các menu và bảng điều khiển với các công cụ điều hướng, ở phần dưới có dòng lệnh. Các lệnh và menu tương ứng với tổ chức giao diện AutoCAD phiên bản 2000-2008.

Mặc dù có sự tương đồng về mặt hình ảnh với AutoCAD (cũng như các chương trình dựa trên nhân IntelliCAD, là bản sao của AutoCAD), nhưng nhân nanoCADđang được phát triển bởi các nhà phát triển Nga một cách độc lập. Điều này dẫn đến một số khác biệt về hiệu suất nanoCAD làm việc trong môi trường AutoCAD: vì vậy trong nanoCAD thiếu nhiều chức năng và công nghệ có trong AutoCAD (công nghệ tập hợp trang tính, làm việc với các khối động đầu vào động thông tin, v.v.).

Hiện tại nanoCADđược định vị là một hệ thống thiết kế (bản vẽ) 2D chi tiết và chứa mọi thứ công cụ cần thiết thiết kế cơ bản và cho phép:

· Tạo và chỉnh sửa các nguyên hàm vector 2D và 3D khác nhau, văn bản, kích thước đơn và nhiều dòng, v.v. vật thể phức tạp chuẩn bị bản vẽ theo tiêu chuẩn ESKD và SPDS.

· Thực hiện các thao tác đơn giản và phức tạp chỉnh sửa véc tơ, chẳng hạn như di chuyển, xoay, tách, mở rộng, v.v.;

· Sử dụng các công cụ giúp tăng độ chính xác khi chỉnh sửa: bước, lưới, theo dõi đối tượng và cực;

· Tạo và sử dụng bất kỳ loại bảng nào, thực hiện đặc tả các phần tử bản vẽ dựa trên dữ liệu thuộc tính của các khối và đối tượng thiết kế;

· Cấu hình môi trường làm việc để chuẩn bị tài liệu làm việc cho tiêu chuẩn khác nhau;

· In các tài liệu kỹ thuật làm sẵn bằng cách sử dụng các cài đặt được xác định trước;

· Thực hiện toàn bộ công việc trong không gian mô hình 3D và không gian trang tính 2D bằng cách sử dụng các khung nhìn;

· Xem, tạo và chỉnh sửa mô hình 3D bề mặt, thiết lập tùy chỉnh hệ tọa độđể chỉnh sửa và liên kết hình học với các đối tượng 3D;

· Khi thiết kế nên sử dụng những gì đã hoàn thiện trước đó tài liệu kỹ thuật, được lưu trữ trong ở dạng điện tửở các định dạng raster khác nhau (bản vẽ được quét, ảnh chụp) hoặc dưới dạng đối tượng OLE (văn bản, bảng);

· Trao đổi bản vẽ làm sẵn với các tổ chức bên thứ ba và nhà thầu phụ sử dụng định dạng DWG phổ biến.

4 . Chức năng của sản phẩm phần mềm « chuyên nghiệp\ KỸ SƯ»

hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính

4.1 Đặc điểm chính của sản phẩm"chuyên nghiệp\ KỸ SƯ»

chuyên nghiệp/EKỸ SƯ trước hết là một hệ thống thiết kế ba chiều, cả khối và bề mặt, mang lại những ưu điểm rõ ràng so với thiết kế hai chiều truyền thống trước đây:

sự rõ ràng trong cách trình bày của mô hình được thiết kế - cho phép bạn tránh những sai lầm liên quan đến thực tế là trong thiết kế hai chiều, nhà thiết kế khó có thể tưởng tượng ra một mô hình rắn, đặc biệt là mô hình có hình học phức tạp;

vận hành hình học ở cấp độ đối tượng - các yếu tố kỹ thuật, giúp đơn giản hóa đáng kể và tăng tốc quá trình thiết kế. Cốt lõi chuyên nghiệp/EKỸ SƯ sử dụng một công nghệ độc đáo trong khả năng của nó - Công nghệ đã được chứng minh, dựa trên các quan điểm ranh giới. Sự khác biệt chính giữa Công nghệ đã được chứng minh và các công nghệ thiết kế 3D nổi tiếng ACIS, Parasolid, được sử dụng trong các sản phẩm cạnh tranh (UNIGRAPHICS, I-DEAS, CADDS, EUCLID) là các yêu cầu nghiêm ngặt đối với hình học được thiết kế (hình học phải được xác định rõ ràng). Những hạn chế như vậy không yêu cầu các nhà thiết kế phải nỗ lực nhiều trong quá trình thiết kế, nhưng cho phép đạt được sự tuân thủ đầy đủ về hình học của bộ phận kết quả với các kích thước nhất định, điều này quan trọng nhất trong công việc tiếp theo trên mô hình (chế tạo thiết bị công nghệ, chuẩn bị chương trình xử lý trên máy CNC, v.v.).

Giai đoạn thiết kế sản phẩm bao gồm mô hình hóa ba chiều, tối ưu hóa thiết kế, chuẩn bị bản vẽ làm việc và xác định quy trình sản xuất (thiết kế chương trình cho máy CNC). Sự kết hợp hiệu quả của tất cả các chức năng này làm giảm đáng kể thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Ưu điểm chính chuyên nghiệp/EKỸ SƯ trước các phương pháp thiết kế truyền thống - hỗ trợ phát triển sản phẩm song song. Điều này đảm bảo rằng sản phẩm được tung ra thị trường nhanh hơn so với đối thủ cạnh tranh, với mức giá thấp hơn và chất lượng cao hơn.

4.2 Chức năng

Mô-đun phần mềm chuyên nghiệp/EKỸ SƯđể giải quyết các vấn đề thiết kế dành cho các kỹ sư thiết kế và cung cấp cho họ một công cụ để tạo mô hình của cả các bộ phận riêng lẻ và các cấu trúc lắp ráp phức tạp. Đây là một hệ thống chặt chẽ, logic, dễ sử dụng, cho phép bạn hành động một cách trực quan và sáng tạo. Nó cho phép bạn thiết kế và quản lý các tổ hợp lớn, phức tạp bao gồm số lượng thành phần gần như không giới hạn. Kiểm soát giao điểm của các bộ phận riêng lẻ và tính toán đặc tính khối lượng đảm bảo lắp ráp chính xác ngay lần đầu tiên. Điều này làm giảm đáng kể thời gian thiết kế và giúp dễ dàng tái sử dụng các thiết kế tiêu chuẩn, đã được chứng minh làm cơ sở cho các sản phẩm mới.

Sử dụng trong chuyên nghiệp/EKỸ SƯ mô hình thông tin thống nhất của sản phẩm cho phép các kỹ sư xử lý bắt đầu phát triển thiết bị và chương trình điều khiển cho thiết bị CNC mà không cần đợi giai đoạn thiết kế hoàn thành cuối cùng. Các nhà thiết kế vẫn chưa hoàn thành công việc lắp ráp, nhưng các nhà công nghệ đang nỗ lực phát triển các quy trình kỹ thuật để sản xuất các bộ phận cấu thành của nó, sửa chữa các lỗi thiết kế có thể xảy ra nếu cần thiết. Điều này làm giảm đáng kể thời gian và tiền bạc dành cho thiết kế và công việc, đồng thời cho phép sử dụng tối ưu kinh nghiệm tập thể của các nhà phát triển.

Gói mô-đun phần mềm để chuẩn bị công nghệ sản xuất dành cho các kỹ sư quy trình và cho phép họ giải quyết các vấn đề thiết kế thiết bị công nghệ (khuôn, khuôn), phát triển chương trình điều khiển cho thiết bị cắt kim loại, dập CNC, cũng như thiết bị EDM dây.

Phần kết luận

nanoCADđược thiết kế để chuẩn bị các bản vẽ phù hợp với yêu cầu Hệ thống thống nhất Tài liệu thiết kế(ESKD). Chương trình thuận tiện cho việc thiết kế hệ thống các bộ phận thủy khí nén, bánh răng, trục cũng như tiến hành phân tích kỹ thuật, tính toán chuỗi chiều và nhiều hoạt động khác cần thiết cho thiết kế cơ khí.

chuyên nghiệp/ KỸ SƯ- CAD đầy đủ tính năng để phát triển các sản phẩm có độ phức tạp bất kỳ. Với khả năng tự động hóa mạnh mẽ trên tất cả các ngành kỹ thuật cơ khí, Kĩ sư chuyên nghiệp là một giải pháp 3D được công nhận trên toàn cầu để lập mô hình và phát triển các sản phẩm thương mại cạnh tranh. Giải pháp CAD/CAM/CAE tích hợp Kĩ sư chuyên nghiệp cho phép bạn thiết kế nhanh hơn bao giờ hết, tối đa hóa các ý tưởng mới và cải thiện chất lượng, cuối cùng tạo ra những sản phẩm nổi bật.

Danh sách các nguồn thông tin:

Tài liệu tương tự

AutoCAD là một trong những phần mềm phổ biến nhất hệ thống đồ họa thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính, phạm vi nhiệm vụ và chức năng mà nó thực hiện. Công nghệ thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính và phương pháp tạo bản vẽ trong hệ thống AutoCAD. Tạo và làm việc với các mẫu.

bài giảng, thêm vào 21/07/2009


Sự sáng tạo hệ thống phần mềm cho các hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính với hệ thống mô hình thể tích và các bài kiểm tra cấp tốc. SolidWorks là tiêu chuẩn thế giới về thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính. Giao diện người dùng, trực quan hóa mô hình.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 13/10/2012


bài tập khóa học, được thêm vào ngày 22/11/2009


Mục tiêu và nguyên tắc chính của thiết kế có sự trợ giúp của máy tính. Nâng cao hiệu quả của các kỹ sư. Cấu trúc của phần mềm CAD đặc biệt dưới dạng phân cấp các hệ thống con. Ứng dụng các phương pháp thiết kế và tối ưu hóa biến thể.

trình bày, được thêm vào ngày 26/11/2014


Công nghệ thiết kế có sự trợ giúp của máy tính, sản xuất có sự trợ giúp của máy tính, phát triển và thiết kế có sự trợ giúp của máy tính. Thiết kế mang tính khái niệm của một sản phẩm được đề xuất dưới dạng bản phác thảo hoặc bản vẽ tôpô là kết quả của một quy trình con tổng hợp.

tóm tắt, thêm vào ngày 01/08/2009


Điều kiện tiên quyết để thực hiện các hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính. Phân loại có điều kiện của CAD. Phân tích các chương trình cho phép giải quyết các vấn đề kỹ thuật. Hệ thống quản lý vòng đời sản phẩm - Quản lý vòng đời sản phẩm, những ưu điểm của nó.

kiểm tra, thêm 26/09/2010


Phân tích xu hướng phát triển công nghệ thông tin. Mục đích và mục tiêu của việc sử dụng các hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính dựa trên cách tiếp cận có hệ thống. Các phương pháp đảm bảo tự động hóa công việc thiết kế bằng ví dụ của PKP Teply Dom CJSC.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 11/09/2010


Cấu trúc và phân loại các hệ thống thiết kế có sự trợ giúp của máy tính. Các loại phần mềm CAD. Mô tả các hệ thống hạng nặng, trung bình và nhẹ. Thành phần và mục đích chức năng của phần mềm, các nguyên tắc cơ bản của thiết kế phần mềm trong CAD.

bài tập khóa học, được thêm vào ngày 18/07/2012


Lịch sử phát triển thị trường hệ thống CAD/CAM/CAE. Phát triển các ứng dụng thiết kế mẫu bảng mạch in và lớp chip. Dự án phát triển thân máy bay của Shorts Brothers dành cho máy bay hạng thương gia Learjet 45, những lợi ích của việc sử dụng chương trình.

kiểm tra, thêm 14/04/2014


Phát triển mô hình ba chiều của tàu ở cấp độ thiết kế sơ bộ trong hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính CATIA v5 R19. Công nghệ và các giai đoạn thiết kế có sự trợ giúp của máy tính. Tham số hóa và phân rã tàu như một tổ hợp. Nguyên tắc làm việc tại CATIA.