Как называются системы автоматизированного проектирования?

Обновлено: 21.11.2024

Компьютерное проектирование или САПР предполагает использование компьютеров для помощи в проектировании и проектировании широкого круга проектов в различных отраслях. Это было важно в прикладной информатике на протяжении десятилетий.

Изготовление металлов, столярные работы и 3D-печать — вот некоторые распространенные области применения САПР, полезные в производстве.

Другой тип процесса, аналогичный CAD, называется автоматизированным геометрическим проектированием (CAGD). Однако в процессах CAGD информатика сосредоточена конкретно на создании геометрических фигур, которые часто используются в таких приложениях, как анимация и графический дизайн, и, возможно, реже используются в 3D-производстве.

CAD также известен как автоматизированное проектирование и черчение (CADD).

Techopedia рассказывает о автоматизированном проектировании (САПР)

Сегодня многие производственные процессы автоматизируются с помощью роботов и программного обеспечения. Компьютерное проектирование является неотъемлемой частью этого процесса. Как движущая сила усовершенствованного производства, инструменты САПР с годами изменились, а вместе с ними изменились передовой опыт и стандарты.

Эра AutoCAD

Один из первых основных инструментов автоматизированного проектирования появился за последние несколько десятилетий. Он называется AutoCAD.

AutoCAD стал чрезвычайно популярен во всех видах черчения, проектирования и проектирования, от столярных и столярных работ до резки пластмассы или других материалов для изготовления нестандартных деталей. Как крупные, так и малые предприятия интегрируют AutoCAD и его возможности в свои бизнес-процессы с момента его выпуска в 1982 году.

Одним из главных преимуществ AutoCAD является простота использования. Во многих случаях AutoCAD легко интегрируется в традиционные среды без ПО. Преподаватели и учащиеся часто говорят, что AutoCAD легко освоить, и это отличный и ценный навык для людей, выполняющих различные виды работ и ролей в промышленности.

Однако одной из причин, по которой люди ищут альтернативы AutoCAD, является его структура затрат. Различные инструменты, такие как TinkerCAD и FreeCAD, предоставляют некоторые функции для экономных пользователей, но в целом существует чувствительность пользователей к тому, что они платят слишком много за лицензирование поставщика.

Эксперты отмечают, что по сравнению со стоимостью первого оборудования, на котором работал AutoCAD, само программное обеспечение было не таким уж дорогим, а стоимость подписки, как правило, исчислялась сотнями долларов, что не слишком дорого для более крупной компании.< /p>

Однако пользователям малого бизнеса может быть трудно оплачивать расходы на AutoCAD. Эксперты также отмечают, что возможности процессов AutoCAD обычно экономят компаниям гораздо больше денег, чем они тратят на лицензирование.

Современные инструменты автоматизированного проектирования

По мере развития автоматизированного проектирования количество инструментов росло. Теперь, в дополнение к AutoCAD, бизнес-пользователи могут выбирать из всевозможных инструментов для конкретных поставщиков. Например, современные электронные фрезерные станки с ЧПУ или деревообрабатывающие станки проложили путь к большей специализации и возможностям в деревообрабатывающих мастерских, от краснодеревщиков до создателей специальных коммерческих продуктов. Манипулятор с ЧПУ современного станка с ЧПУ оснащен различными сверлами и инструментами, чтобы иметь возможность строгать и обрабатывать дерево очень тщательно. Слои программного обеспечения, некоторые из которых имеют открытый исходный код, используются для управления процессом проектирования и реализации.

Повсеместно САПР является очень ценной частью современных производственных и промышленных процессов.

Раздел 404 Закона Сарбейнса-Оксли (SOX) требует, чтобы все публичные компании установили внутренний контроль и процедуры.

Закон о защите конфиденциальности детей в Интернете от 1998 года (COPPA) – это федеральный закон, который налагает особые требования на операторов доменов .

План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.

Стандарт безопасности данных платежных приложений (PA-DSS) – это набор требований, призванных помочь поставщикам программного обеспечения в разработке безопасных .

Взаимная аутентификация, также называемая двусторонней аутентификацией, представляет собой процесс или технологию, в которой оба объекта обмениваются данными .

Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .

Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.

Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.

Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .

Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.

Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.

Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .

Коэффициент усиления записи (WAF) – это числовое значение, представляющее объем данных, передаваемых контроллером твердотельного накопителя (SSD) .

API облачного хранилища — это интерфейс прикладного программирования, который соединяет локальное приложение с облачным хранилищем.

Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.

Когда большинство людей представляют строителя, они видят человека на строительной площадке в каске и защитном жилете. Возможно, этот человек кладет гипсокартон, забивает гвозди, укладывает пол или даже обедает высоко над землей, напоминая культовую фотографию «Обед на вершине небоскреба». Хотя все это составляет часть работы, строительство во многом является технической работой. Так было всегда, но с появлением САПР роль технологии в отрасли и ее влияние на работу выросли.

История САПР

Истоки САПР восходят к началу 60-х годов, к Патрику Хэнрэтти и Ивану Сазерленду. Работая в General Electric, Хэнрэтти разработал программу, которую назвал DAC, первую систему, в которой использовалась интерактивная графика и система программирования с числовым программным управлением.

Всего два года спустя, в 1963 году, Иван Сазерленд разработал систему, которая "открыла новые горизонты в трехмерном компьютерном моделировании и визуальном моделировании, лежащих в основе САПР". Сазерленд назвал свою программу Sketchpad и объяснил, что она «позволяет дизайнерам использовать световое перо для создания инженерных чертежей непосредственно на ЭЛТ».

В 1971 году Ханратти разработал программу под названием ADAM. Он был описан как «первая коммерчески доступная интегрированная система интерактивного графического дизайна, черчения и производства». Примерно девять из десяти программ САПР берут свое начало в ADAM.

Hanratty со временем обновила ADAM, позволив ему работать на 16-разрядных, а затем и на 32-разрядных компьютерах. После смены названия на AD-2000 и расширения возможностей обработки и обработки поверхности программа стала хитом.

Назначение САПР

Система автоматизированного проектирования, используемая инженерами, архитекторами и менеджерами по строительству, заменила ручное черчение. Это помогает пользователям создавать проекты в 2D или 3D, чтобы они могли визуализировать конструкцию.

CAD позволяет разрабатывать, модифицировать и оптимизировать процесс проектирования.

CAD позволяет разрабатывать, модифицировать и оптимизировать процесс проектирования. Благодаря САПР инженеры могут создавать более точные представления и легко изменять их для повышения качества проектирования. Программное обеспечение также учитывает взаимодействие различных материалов: это особенно важно, поскольку субподрядчики добавляют в чертежи больше деталей.

Сегодня чертежи/планы можно хранить в облаке. Таким образом, подрядчики получили доступ к чертежам/планам на основе САПР на рабочей площадке. Целые команды могут легко проверить изменения плана, включая подрядчика и субподрядчиков. Таким образом, соответствующие стороны могут осознать возможное влияние изменений на строительство и при необходимости адаптироваться. Такой легкий доступ к планам улучшает общение.

Эффективное использование всей информации в конечном итоге повышает производительность. САПР позволяет дизайнерам учитывать электричество, водопровод и другие элементы, помогая создать более комплексный дизайн. В конечном итоге это приводит к меньшему количеству изменений в работе и меньшему количеству сюрпризов во время строительства.

CAD и его дочерние продукты с их многочисленными функциями стали основным продуктом в строительной отрасли и на всех этапах процесса. Его технологическое влияние изменило правила игры в отрасли — оно превратило строительство в технологическую работу.

CAD на практике

Эрик Силвик – старший инженер по виртуальному строительству в Sundt Construction, генеральном подрядчике с полным спектром услуг, которая является одной из крупнейших строительных компаний в США.

Cylwik занимается виртуальным строительством и на протяжении всей своей карьеры занимался 3D-моделированием для строительства. В своей роли в Sundt Construction он поддерживает людей в строительном бизнесе, определяя, как технологии могут обеспечить предсказуемость, скорость и качество их работы. Он также обеспечивает правильную работу технологии.

Силвик начал использовать САПР, когда учился в Университете штата Аризона, где изучал дизайн. «Это был первый инструмент, который я использовал при создании 3D-последовательностей и анимации», — сказал он.

Возможность визуализировать что-либо в 3D дает команде дизайнеров и строителей представление о том, как должен выглядеть готовый проект.

Сегодня Cylwik регулярно использует «множество различных инструментов, связанных с САПР». С их помощью он может разработать точные модели того, что еще предстоит разработать. Он разрабатывает способы передачи файлов между ключевыми игроками и создает окончательную модель дизайнерского замысла.

"Возможность визуализировать что-то в 3D дает команде дизайнеров и строителей представление о том, как должен выглядеть законченный проект", – сказал Силвик.

Когда Силвик работал в транспортной группе Сундта, он использовал данные САПР для определения высот дорог, мостов и т. д. Команда подключала САПР к полевому оборудованию, чтобы убедиться, что оборудование выполняет задачи в соответствии со спецификациями. «Традиционно это было трудоемко, но этот [CAD] полностью меняет процесс. Это экономит время; это повышает безопасность и снижает затраты».

Существует множество доступных предложений САПР, которые могут быть особенно полезны тем, кто занимается строительством. Ниже приведены некоторые из наиболее популярных программ САПР для строительной отрасли.

Лучшее доступное программное обеспечение САПР

CAD Civil 3D используется для планирования, проектирования и управления проектами гражданского строительства. Проекты можно разделить на «три основные категории проектов землеустройства, водоснабжения и транспорта; и может включать в себя развитие строительной площадки, дорожное строительство, развитие рек, строительство портов, каналов, дамб, насыпей и многое другое. … [Он] используется для создания трехмерных (3D) моделей земли, воды или транспортных объектов с сохранением динамических отношений с исходными данными, такими как объекты профилирования, структурные линии, контуры и коридоры».

CAD Plant 3D предлагает современные решения для 3D-проектирования для проектировщиков и инженеров. Программа помогает упростить моделирование компонентов установки, включая трубопроводы и опорные конструкции. Программное обеспечение предлагает ряд инструментов для решения типичных задач проектирования предприятий и процессов, таких как стандартизация и настройка деталей для конкретного проекта. Это также повышает точность, а также повышает производительность проектирования и проектирования, поскольку при построении модели решаются типичные проблемы.

CATIA – это облачное программное обеспечение для проектирования, используемое для физического моделирования во многих отраслях. В строительстве облегчает проектирование зданий. Программное обеспечение также считается первоклассным инструментом для обработки поверхности (разработки формы объекта). Более того, CATIA поддерживает несколько этапов проектирования продукта и помогает в проектировании различных систем, таких как электронные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Эта технология и ее побочные продукты стали обязательными для строительных проектов всех типов и на всех этапах.

SkyCiv Structural 3D – это облачная программа для проектирования конструкций, предназначенная для инженеров-строителей и инженеров-строителей. Полностью онлайн программа позволяет пользователям моделировать, анализировать и проектировать широкий спектр структур. Инженеры могут анализировать множество проблем, таких как изгиб, напряжение и коробление. Благодаря функциям интеллектуальной модели восстановления программа помогает пользователям выявлять и устранять проблемы.

SolidWorks Premium, программа, работающая в Microsoft Windows, обладает мощными возможностями 3D-проектирования. По общему признанию, его можно использовать для создания 2D-проектов, но именно инструменты, связанные с 3D, делают его таким ценным для инженеров-механиков и дизайнеров. SolidWorks «интегрирует мощные инструменты проектирования, в том числе лучшие в отрасли возможности создания деталей, сборок и чертежей со встроенными функциями моделирования, рендеринга, анимации, управления данными об изделии и оценки стоимости». Программа позволяет пользователям создавать 3D-модель из 2D-плоскости и наоборот.

CAD прошел долгий путь с тех пор, как Ханратти, Сазерленд и другие изобрели и улучшили его. Технология и ее побочные продукты стали обязательными для строительных проектов всех типов и на всех этапах. Это повышает точность, улучшает связь, ускоряет процесс строительства и снижает затраты.

Если вам понравилась эта статья, вот несколько электронных книг , вебинаров и тематических исследований, которые могут вам понравиться:

Ларри Бернштейн

Последние 5 лет Ларри Бернстайн писал о строительной отрасли. Как независимый писатель, он освещал строительство от А до Я. Его работа в The Jobsite была сосредоточена в первую очередь на том, чтобы получить представление о строительных компаниях изнутри и о том, как они были укреплены с помощью программного обеспечения для управления строительными проектами.

Взаимодействие с читателем

Мой архитектор отправил мои планы этажей инженерам МООС до того, как местные власти округа штата одобрили размеры моей строительной площадки/плана площадки. Планы этажей состоят из 13 страниц чертежей. Так что теперь необходимы модификации, чтобы уменьшить ширину здания с 53 футов до 50 футов и отказаться от подвала, чтобы построить плиту на уровне.

Ларри, мой вопрос в том, что мой архитектор использует САПР для внесения этих изменений. Являются ли упомянутые выше модификации сложными и трудоемкими, по мнению архитектора, или САПР упрощает выполнение поставленной задачи?

Я ждал полтора месяца завершения этих модификаций, Ларри, если кто-то использует САПР для выполнения этих модификаций в режиме реального времени, примерно, сколько времени это займет?

Спасибо, ответ был бы признателен,

Джеймс Х. Киттрелл

Доброе утро, Джеймс.
Спасибо, что прочитали пост. Я ценю ваш ответ/вопрос.
К сожалению, у меня нет для вас точного ответа.
Тем не менее, я могу с уверенностью сказать, что время, которое вы ждали, чрезмерно, и нет причин, по которым оно должно занимать столько времени.
Удачи.

Какие существуют три системы автоматизированного проектирования?

Кеннет Джасари говорит

Спасибо за лучшее определение для САПР.

Говорит Лидия Мукиса

Здравствуйте, Ларри, меня зовут Лидия, и в настоящее время я работаю в компании, которая считает, что я могу стать отличным инженером-проектировщиком, каковы основы. Спасибо.

Компьютерное проектирование (САПР) – это использование компьютерных технологий для помощи в проектировании и составлении чертежей (чертеж включает в себя создание технических или инженерных чертежей и представляет собой поддисциплину промышленного искусства, которая лежит в основе технических усилий) практического продукта. или художественного творчества. Это и визуальный, и символьный метод коммуникации, полезный инструмент для инженеров, архитекторов, художников и чертежников.

Содержание

Существующие программные пакеты САПР варьируются от двухмерных (2D) векторных систем черчения до трехмерных (3D) моделей твердых тел и поверхностей. Современные пакеты САПР часто допускают вращение в трех измерениях, так что спроектированный объект можно рассматривать под любым желаемым углом, даже если смотреть изнутри наружу. САПР стала особенно важной технологией в рамках компьютерных технологий с такими преимуществами, как более низкие затраты на разработку продукта и значительно сокращенный цикл проектирования. CAD позволяет дизайнерам планировать и разрабатывать работу на экране, распечатывать ее и сохранять для редактирования в будущем, экономя время на своих чертежах. Некоторое программное обеспечение САПР поддерживает динамическое математическое моделирование, и в этом случае оно может продаваться как CADD для «автоматизированного проектирования и черчения».

Обзор возможностей

CAD используется при проектировании инструментов и машин, используемых при производстве компонентов, а также при проектировании и проектировании всех типов зданий, от небольших жилых домов (домов) до крупнейших коммерческих и промышленных сооружений (больниц и заводов). ).

CAD в основном используется для детального проектирования 3D-моделей и/или 2D-чертежей физических компонентов, но также используется на протяжении всего процесса проектирования, от концептуального проектирования и компоновки продуктов до прочностного и динамического анализа сборок до определения производства. методы компонентов.

Возможности

Некоторые функции современных САПР включают:

Твердотельное моделирование
Создание инженерных чертежей из твердотельных моделей.
Моделирование поверхностей произвольной формы
Автоматизированное проектирование сборок, представляющих собой наборы деталей и/или других сборок
Повторное использование компонентов дизайна
Простота изменения дизайна модели и создания нескольких версий
Автоматическая генерация стандартных компонентов дизайна
Подтверждение/проверка дизайна на соответствие спецификациям и правилам дизайна
Моделирование проектов без создания физического прототипа.
Подготовка инженерной документации, например производственных чертежей и спецификаций, необходимых для создания продукта.
Процедуры импорта/экспорта для обмена данными с другими программными пакетами
Вывод проектных данных непосредственно на производственные объекты
Вывод непосредственно на машину быстрого прототипирования или быстрого производства промышленных прототипов.
Ведение библиотек деталей и сборок
Расчет свойств деталей и сборок
Улучшение визуализации с помощью затенения, поворота, удаления скрытых линий и т. д.
Включение программного кода в модель для управления и связывания желаемых атрибутов модели

Разработка цифровых продуктов

Компьютерный инжиниринг (CAE) и анализ методом конечных элементов (FEA)
Компьютерное производство (CAM), включая инструкции для станков с числовым программным управлением.
Фотореалистичная визуализация
Управление документами и контроль версий с помощью Product Data Management (PDM)
Сравнение САПР

Программные технологии

Первоначально программное обеспечение для CAD-систем разрабатывалось с использованием компьютерного языка, такого как Fortran, но с развитием методов объектно-ориентированного программирования это радикально изменилось. Типичные современные системы моделирования на основе параметрических признаков и поверхности произвольной формы построены на основе ряда ключевых модулей языка программирования C с собственными интерфейсами прикладного программирования (API). Систему САПР можно рассматривать как построенную на основе взаимодействия графического пользовательского интерфейса (GUI) с геометрией NURBS и/или данными граничного представления (B-rep) через ядро геометрического моделирования. Механизм ограничений геометрии также можно использовать для управления ассоциативными отношениями между геометрией, например геометрией каркаса в эскизе или компонентами в сборке.

Неожиданные возможности этих ассоциативных отношений привели к новой форме прототипирования, называемой цифровым прототипированием. В отличие от физических прототипов, которые влекут за собой затраты времени и материалов на изготовление, цифровые прототипы позволяют проверять дизайн и тестировать его на экране, ускоряя время выхода на рынок и снижая затраты. По мере развития технологий САПР превратился из инструмента документирования (представляющего проекты в графическом формате) в более надежный инструмент проектирования, помогающий в процессе проектирования.

Оборудование и ОС

Сегодня большинство CAD-компьютеров работают под управлением Windows. Некоторые CAD-системы также работают на одной из операционных систем Unix и на Linux. Некоторые системы САПР, такие как QCad или NX, обеспечивают многоплатформенную поддержку, включая Windows, Linux, UNIX и Mac OS X.

Как правило, никакой специальной базовой памяти не требуется, за исключением высокопроизводительной графической карты на базе OpenGL. Однако для разработки сложных продуктов рекомендуются машины с высокоскоростными (и, возможно, несколькими) процессорами и большим объемом оперативной памяти. САПР была приложением, которое выиграло от установки числового сопроцессора, особенно в первых персональных компьютерах. Человеко-машинный интерфейс обычно осуществляется с помощью компьютерной мыши, но также может осуществляться с помощью пера и графического планшета. Манипулирование видом модели на экране также иногда осуществляется с помощью мыши-космоса/SpaceBall. Некоторые системы также поддерживают стереоскопические очки для просмотра 3D-модели.

Использование САПР

CAD – это важный инструмент, который по-разному используется инженерами и дизайнерами. Его использование зависит от профессии пользователя и типа рассматриваемого программного обеспечения. Каждый из различных типов САПР требует от оператора разного подхода к тому, как он будет их использовать, и для каждого из них он должен проектировать свои виртуальные компоненты по-разному.

Существует множество производителей недорогих 2D-систем, в том числе ряд бесплатных программ с открытым исходным кодом. Они обеспечивают подход к процессу рисования без всякой суеты по поводу масштаба и размещения на чертежном листе, которая сопровождала ручное черчение, поскольку их можно настроить по мере необходимости во время создания окончательного проекта.

3D-каркас — это, по сути, расширение 2D-чертежа. Каждая линия должна быть вручную вставлена в чертеж. Конечный продукт не имеет связанных с ним массовых характеристик и не может иметь непосредственно добавленных к нему элементов, таких как отверстия. Оператор подходит к ним так же, как и к 2D-системам, хотя многие 3D-системы позволяют использовать каркасную модель для создания окончательных видов инженерного чертежа.

Трехмерные "глупые" тела (программы, использующие эту технологию, включают AutoCAD и Cadkey 19) создаются способом, аналогичным манипуляциям с реальными объектами. К базовым трехмерным геометрическим формам (призмам, цилиндрам, сферам и т. д.) добавляются или вычитаются твердые объемы, как если бы они собирали или вырезали объекты реального мира. Двухмерные проекции могут быть легко созданы из моделей. Базовые 3D-тела обычно не содержат инструментов, позволяющих легко разрешать движение компонентов, устанавливать ограничения на их движение или определять пересечения между компонентами.

Трехмерное параметрическое твердотельное моделирование (программы, использующие эту технологию, включают NX, комбинацию UniGraphics и IDeas, Autodesk Inventor, Alibre Design, TopSolid, T-FLEX CAD, SolidWorks и Solid Edge) требуют, чтобы оператор использовал то, о чем идет речь. как «дизайнерский замысел». Создаваемые объекты и функции настраиваются. Любые будущие модификации будут простыми, сложными или почти невозможными, в зависимости от того, как была создана исходная деталь. Нужно думать об этом как о представлении компонента в «идеальном мире».Если элемент предполагалось расположить из центра детали, оператору необходимо расположить его из центра модели, а не, возможно, из более удобного края или произвольной точки, как он мог бы при использовании «тупого» твердые вещества. Параметрические тела требуют от оператора тщательного рассмотрения последствий своих действий. То, что сегодня может быть самым простым, завтра может стать худшим.

Некоторые программные пакеты предоставляют возможность редактировать параметрическую и непараметрическую геометрию без необходимости понимать или отменять историю проектных замыслов геометрии с помощью функций прямого моделирования. Эта возможность может также включать в себя дополнительную возможность определения правильных взаимосвязей между выбранной геометрией (например, касание, концентричность), что делает процесс редактирования менее трудоемким и трудоемким, освобождая инженера от бремени понимания истории замысла модели. . Такие системы, не основанные на истории, называются Explicit Modellers. Первая система явного моделирования была представлена в конце 1980-х годов компанией Hewlett-Packard и называлась SolidDesigner. За ним последовало множество более поздних версий.

На основе моделей можно легко создать черновые виды. Сборки обычно включают в себя инструменты для представления движений компонентов, установки их пределов и выявления помех. Наборы инструментов, доступные для этих систем, постоянно расширяются; включая пакеты для 3D-проектирования трубопроводов и пресс-форм для литья под давлением.

Программное обеспечение среднего уровня облегчало интеграцию параметрических тел для конечного пользователя: интеграция более интуитивно понятных функций (SketchUp), использование лучшего из обоих миров с помощью простых 3D-тел с параметрическими характеристиками (VectorWorks) или создание очень реалистичных сцен. за несколько шагов (Cinema4D).

Системы высшего класса позволяют включать в дизайн более органичные, эстетичные и эргономические функции (Catia, GenerativeComponents). Моделирование поверхностей произвольной формы часто сочетается с твердыми телами, что позволяет дизайнеру создавать продукты, которые соответствуют форме человека и визуальным требованиям, а также взаимодействуют с машиной.

Влияние САПР

Начиная с конца 1980-х годов разработка доступных по цене программ САПР, которые можно было запускать на персональных компьютерах, положила начало тенденции к массовому сокращению отделов чертежей во многих малых и средних компаниях. Как правило, один оператор САПР может легко заменить как минимум трех-пяти чертежников, использующих традиционные методы. Кроме того, многие инженеры начали выполнять свои собственные чертежные работы, что еще больше устранило необходимость в традиционных отделах чертежей. Эта тенденция отражала тенденцию к ликвидации многих офисных работ, традиционно выполняемых секретарем, поскольку текстовые процессоры, электронные таблицы, базы данных и т. д. стали стандартными программными пакетами, которые должны были изучить «все».

Еще одним последствием было то, что, поскольку последние достижения часто были довольно дорогими, малые и даже средние фирмы часто не могли конкурировать с крупными фирмами, которые могли использовать свои вычислительные преимущества в конкурентных целях. Однако сегодня стоимость аппаратного и программного обеспечения снизилась. Даже высококачественные пакеты работают на менее дорогих платформах, а некоторые даже поддерживают несколько платформ. Затраты, связанные с внедрением CAD, теперь в большей степени зависят от затрат на обучение использованию этих высокоуровневых инструментов, затрат на интеграцию CAD/CAM/CAE PLM с использованием корпоративных сред с несколькими CAD и многоплатформенными средами, а также затрат изменения рабочих процессов проектирования, чтобы использовать все преимущества инструментов САПР.

Поставщики САПР эффективно предоставляют инструменты для снижения затрат на обучение. Эти инструменты работают в трех областях САПР:

Улучшенный и упрощенный пользовательский интерфейс. Это включает в себя наличие настраиваемых пользовательских интерфейсов для конкретных ролей, с помощью которых команды представляются пользователям в форме, соответствующей их функциям и опыту.
Усовершенствования прикладного программного обеспечения. Одним из таких примеров является улучшенное проектирование в контексте благодаря возможности моделировать/редактировать компонент проекта в контексте большого активного цифрового макета, даже в нескольких САПР.
Параметры моделирования, ориентированные на пользователя. Это включает в себя возможность избавить пользователя от необходимости понимать историю замысла разработки сложной интеллектуальной модели.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Все ссылки получены 16 марта 2017 года.

. Ассоциация автоматизированного проектирования в архитектуре. .

Кредиты

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедию Нового Света:

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Компьютерное проектирование (САПР) включает создание компьютерных моделей, определяемых геометрическими параметрами. Эти модели обычно отображаются на мониторе компьютера в виде трехмерного представления детали или системы деталей, которые можно легко изменить, изменив соответствующие параметры. CAD-системы позволяют дизайнерам просматривать объекты в самых разных представлениях и тестировать эти объекты, моделируя реальные условия.

Компьютерное производство (CAM) использует данные геометрического проектирования для управления автоматизированным оборудованием. Системы CAM связаны с системами числового программного управления (ЧПУ) или системами прямого числового управления (DNC). Эти системы отличаются от более старых форм числового программного управления (ЧПУ) тем, что геометрические данные кодируются механически. Поскольку и CAD, и CAM используют компьютерные методы для кодирования геометрических данных, процессы проектирования и производства могут быть тесно интегрированы. Системы автоматизированного проектирования и производства обычно называют CAD/CAM.

ИСТОКИ CAD/CAM

CAD берет свое начало в трех отдельных источниках, которые также служат для выделения основных операций, предоставляемых системами CAD. Первый источник САПР появился в результате попыток автоматизировать процесс черчения. Эти разработки были разработаны исследовательскими лабораториями General Motors в начале 1960-х годов. Одно из важных преимуществ компьютерного моделирования по сравнению с традиционными методами черчения, позволяющее сэкономить время, заключается в том, что первое можно быстро исправить или изменить, изменив параметры модели. Второй источник САПР заключался в тестировании проектов с помощью моделирования. Использование компьютерного моделирования для тестирования продуктов было впервые применено в высокотехнологичных отраслях, таких как аэрокосмическая и полупроводниковая промышленность. Третий источник развития САПР возник в результате усилий по облегчению перехода от процесса проектирования к производственному процессу с использованием технологий числового управления (ЧПУ), которые к середине 1960-х годов получили широкое распространение во многих приложениях. Именно этот источник привел к связи между CAD и CAM. Одной из наиболее важных тенденций в технологиях CAD/CAM является все более тесная интеграция между этапами проектирования и производства производственных процессов на основе CAD/CAM.

Развитие CAD и CAM и, в частности, взаимосвязь между ними позволили преодолеть традиционные недостатки ЧПУ, связанные с затратами, простотой использования и скоростью, позволив выполнять проектирование и изготовление детали с использованием одной и той же системы кодирования геометрических данных. Это новшество значительно сократило период между проектированием и производством и значительно расширило объем производственных процессов, для которых можно было бы экономично использовать автоматизированное оборудование. Не менее важно и то, что CAD/CAM дали дизайнеру более прямой контроль над производственным процессом, создав возможность полностью интегрировать процессы проектирования и производства.

Быстрый рост использования технологий CAD/CAM после начала 1970-х годов стал возможен благодаря развитию массового производства кремниевых микросхем и микропроцессоров, что привело к появлению более доступных компьютеров. По мере того, как цены на компьютеры продолжали снижаться, а их вычислительная мощность увеличивалась, использование CAD/CAM расширилось от крупных фирм, использующих методы крупномасштабного массового производства, до фирм всех размеров. Объем операций, для которых применялись CAD/CAM, также расширился. В дополнение к формовке деталей с помощью традиционных станочных процессов, таких как штамповка, сверление, фрезерование и шлифование, CAD/CAM стали использовать фирмы, занимающиеся производством бытовой электроники, электронных компонентов, формованных пластмасс и множества других продуктов. . Компьютеры также используются для управления рядом производственных процессов (таких как химическая обработка), которые строго не определены как CAM, поскольку управляющие данные не основаны на геометрических параметрах.

С помощью САПР можно моделировать в трех измерениях движение детали в производственном процессе. Этот процесс может имитировать скорости подачи, углы и скорости станков, положение зажимов, удерживающих детали, а также диапазон и другие ограничения, ограничивающие работу станка. Постоянное развитие моделирования различных производственных процессов является одним из ключевых средств, с помощью которых системы CAD и CAM становятся все более интегрированными. Системы CAD/CAM также облегчают общение между теми, кто занимается проектированием, производством и другими процессами. Это особенно важно, когда одна фирма заключает контракт с другой либо на разработку, либо на производство компонента.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Моделирование с помощью систем САПР имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами черчения, в которых используются линейки, угольники и циркуль. Например, дизайн можно изменить без стирания и перерисовки. Системы CAD также предлагают функции «масштабирования», аналогичные объективу камеры, с помощью которых дизайнер может увеличивать определенные элементы модели для облегчения проверки.Компьютерные модели обычно являются трехмерными и могут вращаться вокруг любой оси, подобно тому, как можно вращать настоящую трехмерную модель в руке, что позволяет дизайнеру получить более полное представление об объекте. CAD-системы также подходят для моделирования чертежей в разрезе, на которых показана внутренняя форма детали, и для иллюстрации пространственных отношений между системой деталей.

Чтобы понять САПР, также полезно понять, чего САПР не может. Системы САПР не имеют средств для понимания реальных концепций, таких как природа проектируемого объекта или функция, которую этот объект будет выполнять. Системы САПР функционируют благодаря своей способности систематизировать геометрические концепции. Таким образом, процесс проектирования с использованием САПР включает в себя преобразование идеи дизайнера в формальную геометрическую модель. Усилия по разработке компьютерного «искусственного интеллекта» (ИИ) пока не преуспели в том, чтобы выйти за рамки механического, представленного геометрическим (основанным на правилах) моделированием.

Другие ограничения САПР устраняются исследованиями и разработками в области экспертных систем. Это поле получено из исследований, проведенных в области ИИ. Один из примеров экспертной системы включает в себя включение информации о природе материалов — их весе, прочности на растяжение, гибкости и т. д. — в программное обеспечение САПР. Включив эту и другую информацию, CAD-система сможет «знать» то, что знает опытный инженер, когда этот инженер создает проект. Затем система могла бы имитировать образ мыслей инженера и фактически «создавать» больше дизайна. Экспертные системы могут включать в себя реализацию более абстрактных принципов, таких как природа гравитации и трения или функции и взаимосвязь часто используемых деталей, таких как рычаги или гайки и болты. Экспертные системы также могут изменить способ хранения и извлечения данных в системах CAD/CAM, заменив иерархическую систему другой, обеспечивающей большую гибкость. Однако такие футуристические концепции во многом зависят от нашей способности анализировать процессы принятия решений людьми и, если возможно, переводить их в механические эквиваленты.

Одним из ключевых направлений развития технологий САПР является моделирование производительности. Среди наиболее распространенных типов моделирования — проверка реакции на нагрузку и моделирование процесса изготовления детали или динамических взаимосвязей между системой деталей. В стресс-тестах поверхности модели отображаются сеткой или сеткой, которые искажаются, когда деталь подвергается моделируемому физическому или тепловому воздействию. Динамические тесты служат дополнением или заменой для создания рабочих прототипов. Легкость, с которой характеристики детали могут быть изменены, способствует достижению оптимальной динамической эффективности как в отношении функционирования системы деталей, так и в отношении изготовления любой данной детали. Моделирование также используется в автоматизации проектирования электроники, когда моделируется протекание тока по цепи, что позволяет быстро тестировать различные конфигурации компонентов.

Процессы проектирования и производства в некотором смысле концептуально разделены. Тем не менее, процесс проектирования должен осуществляться с пониманием природы производственного процесса. Например, конструктору необходимо знать свойства материалов, из которых может быть изготовлена деталь, различные методы, с помощью которых деталь может быть сформирована, и масштаб производства, который является экономически выгодным. Концептуальное совпадение между проектированием и производством свидетельствует о потенциальных преимуществах CAD и CAM, а также о причине, по которой их обычно рассматривают вместе как систему.

Недавние технические разработки существенно повлияли на полезность систем CAD/CAM. Например, постоянно растущая вычислительная мощность персональных компьютеров сделала их жизнеспособными в качестве средства для приложений CAD/CAM. Другой важной тенденцией является установление единого стандарта CAD-CAM, чтобы можно было обмениваться различными пакетами данных без задержек производства и доставки, ненужных изменений конструкции и других проблем, которые продолжают мешать некоторым инициативам CAD-CAM. Наконец, программное обеспечение CAD-CAM продолжает развиваться в таких областях, как визуальное представление и интеграция приложений для моделирования и тестирования.

ДЕЙСТВИЯ CAS И CAS/CAM

Концептуально и функционально параллельной с CAD/CAM разработкой является CAS или CASE, автоматизированная разработка программного обеспечения. Как определено SearchSMB.com в статье о «CASE», «CASE — это использование компьютерного метода для организации и контроля разработки программного обеспечения, особенно в крупных и сложных проектах, включающих множество программных компонентов и людей». CASE восходит к 1970-м годам, когда компьютерные компании начали применять концепции из опыта CAD/CAM, чтобы внести больше дисциплины в процесс разработки программного обеспечения.

Еще одна аббревиатура, вдохновленная повсеместным распространением CAD/CAM в производственном секторе, — CAS/CAM.Эта фраза означает программное обеспечение для компьютерных продаж/автоматизированного маркетинга. В случае CASE, а также CAS/CAM ядром таких технологий является интеграция рабочих процессов и применение проверенных правил к повторяющемуся процессу.

БИБЛИОГРАФИЯ

Эймс, Бенджамин Б. "Как упростить САПР". Новости дизайна. 19 июня 2000 г.

"Программное обеспечение САПР работает с символами с сайта CADDetails.com." Сеть новостей о продуктах. 11 января 2006 г.

Кристман, Алан. «Технологические тенденции в программном обеспечении CAM». Современный механический цех. Декабрь 2005 г.

Леондес, Корнелиус, изд. «Компьютерное проектирование, проектирование и производство». Том. 5 раздела Проектирование производственных систем. КПР Пресс, 2001.

Читайте также: