Вступ
Якість і вартість машинобудівного, будівельного або виробничого проекту багато в чому визначаються застосовуваної технологією проектування. У минулі часи вся технічна документація створювалася вручну на кульманах і креслярських дошках. Але сьогодні, коли ПК з'явилися на робочих місцях конструкторів і технологів, будь-який проект немислимий без використання систем автоматизованого проектування (САПР). У нашій країні такі системи з'явилися в якості «прогресивного засобу щодо прискорення роботи конструкторських бюро» на початку 80-х років минулого століття в авіаційній галузі. Хоча перші спроби не дали очікуваних результатів, проте, вони все ж підштовхнули до розвитку цього напрямку. І якщо спочатку основне завдання САПР зводилася до побудови зовнішніх поверхонь машин і верстатів, розрахунків на міцність, то незабаром ці системи «навчилися» розраховувати різного роду схеми, малювати архітектурні та будівельні креслення, створити підписи і проставляти розміри і, взагалі, створювати закінчені і оформлені креслення відповідно до вимог існуючих стандартів. Зрозуміло, чим складніше розробляється виріб, тим складнішою і багатофункціональної повинна бути САПР. Сучасні системи CAD / CAM / CAE здатні забезпечити автоматизовану підтримку робіт інженерів і фахівців на всіх стадіях циклу проектування і виготовлення нової продукції. В основу кожної САПР закладена певна математична модель, що формалізує опис і функціонування проектованих виробів, і процеси їх виготовлення. І природа виробів, виробничі процеси накладають свою специфіку на методи - їх математичного моделювання. В кінцевому рахунку, ця специфіка призводить до істотного відмінності, систем проектування і умови їх використань. Так, в САПР виробів електроніки, завдяки практично повній стандартизації кінцевого числа компонентів, використовуються функціональні математичні моделі, засновані на структурному описі розробляється вироби, з вельми високим рівнем формалізації. У всіх же інших системах, не дивлячись на різну природу створюваних з їх допомогою об'єктів (деталі та вузли машин і механізмів, мережі трубопроводів і електричні мережі, архітектурні та інженерно-технічні споруди і т.д.), основу математичної моделі завжди становить геометрична модель проектованого вироби, доповнює функціональним описом З усіх САПР найбільший інтерес представляють системи для машинобудування: в даний час коло розв'язуваних ними завдань максимально широкий, а складність найбільш висока.
1. Передумови впровадження САПР
САПР виникли як креслярські пакети і спеціалізовані векторні графічні редактори. В основному вони були орієнтовані на конструкторів і розробників і призначені для створення машинобудівних і архітектурних креслень, електричних схем, спочатку не передбачаючи особливих інтелектуальних функцій. Відмінність САПР від графічних редакторів полягає в можливості роботи з дигитайзером (пристроєм для введення графічної інформації), розвиненою системою створення підписів і нанесення розмірів, створення закінченого і оформленого креслення. Поступово розвивалася уніфікація, можливість складання креслення зі стандартних елементів, з'явилася можливість супроводжувати цей процес випуском супутньої документації. Слідом за цим в САПР стали включатися різні розрахунки (міцності, теплові), і ці програми стали все більше відрізнятися, орієнтуючись на різні сфери застосування. Сьогодні все більше керівників підприємств вишукують кошти для придбання сучасних САПР. Це можна пояснити тим, що застосування обчислювальної техніки в області автоматизації праці конструкторів і технологів довело ефективність і життєздатність цих рішень. Адже застосування САПР дозволяє підвищити продуктивність праці конструктора і технолога в 2-3 рази, підвищити ефективність взаємодії між різними підрозділами, рівень і якість конструкторсько-технологічних робіт. Крім того, за допомогою САПР можна скоротити терміни технічної підготовки виробництва, вивільнити конструкторів від непродуктивних робіт, розширити можливості проектування і виготовлення складного обладнання, а також створювати єдину уніфіковану конструкторсько-технологічну базу даних підприємства. А все це в свою чергу позитивно позначається на фінансовому становищі підприємства.
2. Умовна класифікація САПР
Фактично, в залежності від наявних функцій, вимог до устаткування і цін, усі САПР умовно можна розділити на найпростіші, прості, середні і складні. До перших двох класів до останнього часу можна було віднести практично всі системи, що працюють на ПК переважно в середовищі MS-DOS і Windows. Програми цих категорій служать для виконання простих двомірних креслень без можливостей складного геометричного моделювання, хоча і мають обмежений набір функцій по тривимірному моделюванню. Категорія середніх САПР сформувалася порівняно недавно. Практично всі представлені в ній САПР базуються на платформі Windows 98 / NT / 2000 / XP. Обов'язковою умовою для них є наявність функції обміну даними (або інтеграції) з системами управління виробництвом. Складні САПР застосовуються для вирішення найбільш трудомістких завдань - моделювання поведінки складних механічних систем в реальному масштабі часу, які оптимізують розрахунків з візуалізацією результатів, розрахунків температурних полів і теплообміну і т. Д. Зазвичай до складу системи входять як графічні, так і модулі для проведення розрахунків і моделювання, постпроцесори для верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ).
Розподіл САПР по областям застосування показано в табл. 1.
Таблиця 1. Області застосування САПР
Якість і вартість машинобудівного, будівельного або виробничого проекту багато в чому визначаються застосовуваної технологією проектування. У минулі часи вся технічна документація створювалася вручну на кульманах і креслярських дошках. Але сьогодні, коли ПК з'явилися на робочих місцях конструкторів і технологів, будь-який проект немислимий без використання систем автоматизованого проектування (САПР). У нашій країні такі системи з'явилися в якості «прогресивного засобу щодо прискорення роботи конструкторських бюро» на початку 80-х років минулого століття в авіаційній галузі. Хоча перші спроби не дали очікуваних результатів, проте, вони все ж підштовхнули до розвитку цього напрямку. І якщо спочатку основне завдання САПР зводилася до побудови зовнішніх поверхонь машин і верстатів, розрахунків на міцність, то незабаром ці системи «навчилися» розраховувати різного роду схеми, малювати архітектурні та будівельні креслення, створити підписи і проставляти розміри і, взагалі, створювати закінчені і оформлені креслення відповідно до вимог існуючих стандартів. Зрозуміло, чим складніше розробляється виріб, тим складнішою і багатофункціональної повинна бути САПР. Сучасні системи CAD / CAM / CAE здатні забезпечити автоматизовану підтримку робіт інженерів і фахівців на всіх стадіях циклу проектування і виготовлення нової продукції. В основу кожної САПР закладена певна математична модель, що формалізує опис і функціонування проектованих виробів, і процеси їх виготовлення. І природа виробів, виробничі процеси накладають свою специфіку на методи - їх математичного моделювання. В кінцевому рахунку, ця специфіка призводить до істотного відмінності, систем проектування і умови їх використань. Так, в САПР виробів електроніки, завдяки практично повній стандартизації кінцевого числа компонентів, використовуються функціональні математичні моделі, засновані на структурному описі розробляється вироби, з вельми високим рівнем формалізації. У всіх же інших системах, не дивлячись на різну природу створюваних з їх допомогою об'єктів (деталі та вузли машин і механізмів, мережі трубопроводів і електричні мережі, архітектурні та інженерно-технічні споруди і т.д.), основу математичної моделі завжди становить геометрична модель проектованого вироби, доповнює функціональним описом З усіх САПР найбільший інтерес представляють системи для машинобудування: в даний час коло розв'язуваних ними завдань максимально широкий, а складність найбільш висока.
1. Передумови впровадження САПР
САПР виникли як креслярські пакети і спеціалізовані векторні графічні редактори. В основному вони були орієнтовані на конструкторів і розробників і призначені для створення машинобудівних і архітектурних креслень, електричних схем, спочатку не передбачаючи особливих інтелектуальних функцій. Відмінність САПР від графічних редакторів полягає в можливості роботи з дигитайзером (пристроєм для введення графічної інформації), розвиненою системою створення підписів і нанесення розмірів, створення закінченого і оформленого креслення. Поступово розвивалася уніфікація, можливість складання креслення зі стандартних елементів, з'явилася можливість супроводжувати цей процес випуском супутньої документації. Слідом за цим в САПР стали включатися різні розрахунки (міцності, теплові), і ці програми стали все більше відрізнятися, орієнтуючись на різні сфери застосування. Сьогодні все більше керівників підприємств вишукують кошти для придбання сучасних САПР. Це можна пояснити тим, що застосування обчислювальної техніки в області автоматизації праці конструкторів і технологів довело ефективність і життєздатність цих рішень. Адже застосування САПР дозволяє підвищити продуктивність праці конструктора і технолога в 2-3 рази, підвищити ефективність взаємодії між різними підрозділами, рівень і якість конструкторсько-технологічних робіт. Крім того, за допомогою САПР можна скоротити терміни технічної підготовки виробництва, вивільнити конструкторів від непродуктивних робіт, розширити можливості проектування і виготовлення складного обладнання, а також створювати єдину уніфіковану конструкторсько-технологічну базу даних підприємства. А все це в свою чергу позитивно позначається на фінансовому становищі підприємства.
2. Умовна класифікація САПР
Фактично, в залежності від наявних функцій, вимог до устаткування і цін, усі САПР умовно можна розділити на найпростіші, прості, середні і складні. До перших двох класів до останнього часу можна було віднести практично всі системи, що працюють на ПК переважно в середовищі MS-DOS і Windows. Програми цих категорій служать для виконання простих двомірних креслень без можливостей складного геометричного моделювання, хоча і мають обмежений набір функцій по тривимірному моделюванню. Категорія середніх САПР сформувалася порівняно недавно. Практично всі представлені в ній САПР базуються на платформі Windows 98 / NT / 2000 / XP. Обов'язковою умовою для них є наявність функції обміну даними (або інтеграції) з системами управління виробництвом. Складні САПР застосовуються для вирішення найбільш трудомістких завдань - моделювання поведінки складних механічних систем в реальному масштабі часу, які оптимізують розрахунків з візуалізацією результатів, розрахунків температурних полів і теплообміну і т. Д. Зазвичай до складу системи входять як графічні, так і модулі для проведення розрахунків і моделювання, постпроцесори для верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ).
Розподіл САПР по областям застосування показано в табл. 1.
Таблиця 1. Області застосування САПР
3. Інженерні рішення
Перш, ніж почати проектування, необхідно отримати інженерні навички.
Існує кілька програм, які дозволяють вирішувати інженерні завдання. Серед них перш за все потрібно виділити «класика» - AutoCAD від Autodesk. Ця програма настільки популярна і відома, що навіть ті, кому вона не потрібна за родом їх діяльності, знають про неї. А її остання версія 2013 надає дійсно інтелектуальне середовище проектування. AutoCAD найбільш поширена програма для автоматизації проектних робіт, що застосовується для 3D моделювання, архітектурного проектування і підготовки робочої документації. Завдяки використанню програми мільйонами фахівців усього світу, формат DWG, рідний для AutoCAD, став стандартом для обміну документацією. Обмін документацією в даному форматі проводиться між фахівцями різних галузей, незалежно від використовуваних ними систем автоматизованого проектування. Програма представляє собою чудову основу для побудови спеціалізованих рішень, таких як AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical, AutoCAD Architecture, AutoCAD Structural Detailing, AutoCAD MEP тощо. Ці вертикальні рішення відрізняються від AutoCAD тим, що дають Вам інструменти, здатні в кілька разів підвищити ефективність Вашої роботи навіть в тому випадку, якщо Ви вже давно використовуєте AutoCAD на 100% і досконало нею володієте. При незначній різниці в ціні програми надають більше специфічних для архітектури, будівництва або машинобудування функцій. Програма DenebaCAD від Deneba Software за рахунок своєї вартості ($ 550) може скласти в фінансовому відношенні альтернативу AutoCAD. Ця САПР сумісна майже з усіма стандартними файловими форматами AutoCAD, а саме з DWG- і DXF-файлами. У DenebaCAD реалізовані всі функції, наявність яких передбачається в САПР високого рівня. Крім того, вона містить логічні бібліотеки і групи, яких немає в жодному іншому пакеті. Але найбільша гідність - це середовище архітектурного проектування, в якій прийнято архітектурний підхід до проектування, починаючи з ортогональних проекцій на площині з використанням двовимірної інформації для побудови 3D-креслень. Також є можливість працювати з аксонометричними проекціями. Ще один продукт від Autodesk - Actrix Technical - це ідеальний інструмент для швидкого створення двовимірних (2D) креслень, різних схем і блок-схем. При використанні інтуїтивного інтерфейсу і механізму Drag & Drop побудова креслень і схем з інтелектуальних елементів ActiveShapes може виконується з надзвичайною легкістю і швидкістю. Actrix Technical містить безліч готових рішень для створення креслення. Елементи бібліотеки ActiveShapes розсортовані в каталоги з різних галузей застосування: бізнес-схеми, електричні схеми, будівельне проектування і планування приміщень, кабельні та комп'ютерні мережі, промислове і виробниче проектування, а також бібліотека загальновживаних символів. Розробляючи креслення, можна використовувати як вбудовані каталоги елементів ActiveShapes, так і створювати свої власні. При цьому об'єкти ActiveShapes легко редагувати і змінювати їх розміри, зберігаючи наявні пропорції. У програмі використана нова технологія інтелектуального з'єднання елементів. При перетягуванні елементів ActiveShapes на робоче поле автоматично здійснюється прив'язка, орієнтація і вирівнювання цього елемента до вже наявних об'єктів. Креслення, розроблені в середовищі AutoCAD, можна розміщувати як підкладку і потім, використовуючи технологію Autodesk Plugs and Sockets, прив'язувати розміщені в ActiveShapes елементи до цього кресленням. Для перегляду креслень, анотування, проведення вимірювань в кресленні і друку проектних даних, включаючи стандартні формати DWG, DXF і DWF, можна порекомендувати Volo View, яка не вимагає AutoCAD. Завдяки цьому програмному продукту, команди проектувальників можуть швидко і більш ефективно обмінюватися інформацією через Internet і вносити зміни в креслення. Volo View має повну сумісність з AutoCAD 2000, використовує технологію Actrix ActiveShapes, дозволяє переглядати об'єкти з можливістю тривимірного обертання.
Коментарі
Дописати коментар