САПР — система автоматического проектирования

Текущее состояние рынка продукции и, обостряющаяся конкуренция межу изготовителями, налаживает жёсткие условия на все шаги цикла жизни изготовления изделий. В условиях регулярно уменьшающегося времени между появлением новой идеи и ее моральным устареванием конкурентоспособность изготовителя достигается за счёт оптимизации, унификации и автоматизации типовых процедур, сопутствующих выпуску новых товаров. Для реализации данных задач проектные организации применяют специальное ПО, являющееся частью САПР.

Аббревиатура САПР расшифровывается как система автоматического проектирования и, очень часто, воспринимается обывателями, как набор программ для черчения. Впрочем, согласно действующему ГОСТ 23501.101-87, термин САПР трактуется обширнее и предполагает всю организационно-техническую сферу услуг проектного отдела или организации. Тратя внушительную часть бюджета на развитие и поддержание структуры САПР, предприятия преследуют одну-единственную цель — увеличение качества производимой продукции и своевременное реагирование на обратную связь от потребителей.

Возможности и сфере использования

Наиболее очевидной и популярной функцией комплексов САПР считается возможность построения компьютерной 2D- и 3D-модели разрабатываемого изделия. Впрочем, использование САПР не исчерпывается только разработкой и каталогизацией документации проекта, хотя уже данный момент помогает экономить большое количество времени и затрат труда инженера, давая возможность во время работы менять детали чертежей, никак не заботясь о воздействии данных изменений на проект в общем.

Пользователь сегодняшней САПР имеет в собственном распоряжении большой выбор типовых компонентов, избавляющий от надобности неоднократно делать одну и ту же работу и унифицирующий обычные проектные процедуры. Мощный математический аппарат облегчает изыскания инженеров, давая возможность в реальном времени зрительно оценивать контролируемую величину и ее зависимость от изменения проектируемой конструкции. Наиболее важно такая задача вырисовывается в системах с распределенными параметрами, расчет которых очень трудоемок. Для примера можно привести анализ стрессов в узлах механических систем, конструкций строительства, расчет тепла устройств электроники и т.д. Тяжело переоценить возможности САПР в плане компьютерной анимации и симуляции разрабатываемых устройств, разрешающие увидеть их работу до изготовления прототипа и удалить ошибки и недочеты, выполненные во время проектирования.

Исторически сложилось, что САПР получили большое применение в автомобилестроении, машиностроении и строительстве. Но, на данный момент при их помощи можно автоматизировать фактически каждый процесс, начиная от разрезания и пошива одежды и, завершая разработкой поточной линии крупного завода.

Структура САПР

Являясь вариацией информационных систем, классифицируемых по области использования, САПР относятся к сложным многоярусным структурам, образуемым совокупностью средств вычислительной техники, разными видами обеспечения, а еще обслуживающим их персоналом.

Структура САПР урегулирована ГОСТ 23501.101-87 и в себя включает два класса систем: проектирующие и обслуживающие. Главным назначением проектирующих модулей выступает решение определенных проектных задач, а функции информационного обмена между ними возложены на системы обслуживания, к задачам которых можно отнести:

• Управление процессами проектирования.
• Документирование процессов проектирования.
• Реализация графического интерфейса.
• Организация и ведение банка данных.

Согласно стандарту, элементы САПР сооружаются на основе таких видов обеспечения:

• Техобеспечение соединяет вычислительное, телекоммуникационное оборудование и линии связи.
• ПО состоит из средств верхнего и нижнего уровней. Это ОС с комплектом драйверов периферии и, собственно, сами элементы САПР.
• Совокупность данных, нужных для реализации процесса разработки включается в информационное обеспечение САПР. Это нормативная информация, информацию о прототипах проектируемых объектов, готовые шаблоны.
• Математическое обеспечение в себе объединяет алгоритмы и математические модели, нужные для реализаций проектных задач.
• Лингвистическое обеспечение включает набор интерфейсов для организации межмодульного взаимные действия, а еще специализированные языки проблемно-ориентированного программирования.
• К методическому обеспечению относится общая и внутренняя нормативная документация, регламентирующая процессы обслуживания и эксплуатации САПР.

Не обращая внимания на многообразие решений для автоматизации проектной деятельности, их архитектура также урегулирована. Разработка САПР должна вестись исключительно в соответствии с принципами создания информационных систем. Одним из них считается принцип системного единства, по которому, разрабатываемая система обязана иметь свойства целостности и взаимосвязанности некоторых элементов и структуры, а сам процесс проектирования должен носить индуктивный характер, другими словами вестись от приватного к целому.

Функционирование систем и элементов САПР должно быть подчинено принципу совместимости, в согласии с которым важные части информационных систем обязаны решить собственные задачи в строгом взаимном действии. Стоит еще сказать что все детали подлежат унификации, обеспечивая взаимозаменяемость и открытость.

САПР выстраивается с учетом потенциальной интеграции с другими информационными системами, а еще вариации и пополнения их элементов.

Классификация САПР

Для более укрупненного описания систем автоматического проектирования принята классификация САПР по набору конкретных характерных свойств. В отечественной практике применяется ГОСТ 23501.108-85, выделяющий среди подобных свойств вид, разновидность и сложность разрабатываемого объекта, уровень автоматизации и ее комплексность, ассортимент подготавливаемой документации, а еще сложность структуры техобеспечения.

Западные стандарты рассматривают такие комплексы в нюансе отраслевого и целевого назначения.

По отраслевому назначению

Признак спецификации по отраслевому назначению частично перекликается с отечественным типом объекта проектирования и подразделяет все САПР на:

• Машиностроительные — дают возможность исполнять разработку компонентов механических систем, а еще создавать из них сборки, получая непростые механизмы.
• Приборостроительные — применяются для создания радиоэлектронного оборудования, интегральных микросхем и трассировки монтажных плат.
• Архитектурные — используются в гражданском и промышленном строительстве, дают возможность моделировать конструкции сооружений и зданий.

Нужно сказать, что приведенная классификация несколько условна и не охватывает полный список отраслей, в которых используются САПР. Комплексы не попавшие в общепринятую классификацию, трактуются стандартом как «Другие».

По целевому назначению

Согласно данному классификационному признаку отличают CAD-, CAE- и CAM-системы.

• CAD-системы соединяют воедино в себе инструментарий конструирования самых разных деталей, подготовки чертежей, спецификаций и сопутствующей документации. Множество современных программ обладают функциями создания 3D-моделей, применяемых в CAM и CAE-системах.
• CAM-системы дают возможность исполнять технологическую поддержку производства изделия. Примером может послужить генерация управляющей программы для станков и обрабатывающих центров с ЧПУ.
• CAE-системы обладают обширными средствами поддержки матанализа. С их помощью моделируют и прогнозируют процессы в области теплотехники, гидравлики, механики; выполняют непростые расчеты с применением расширенного математического аппарата. CAE системы дают возможность оценить трудоспособность проектируемого изделия до его производства.

Английский эквивалент

С 1990 года у нас в государстве английский термин CAD нормативно закреплен за определением «автоматизированное проектирование», хотя и не отвечает полностью российскому значению САПР. По существу, под понятием CAD понимается использование IT для поддержки процесса конструирования. Заграничные CAM системы эквивалентны отечественным автоматическим системам технологичной подготовки производства.

Наиболее полное соответствие прослеживается между определениями САПР и CAE, потому как включают в себе две перечисленные выше системы и собой представляет более обширное понятие.

Распространенные программы

На данный момент есть огромное разнообразие CAD-систем разного этапа сложности, что полностью отвечает спецификации по комплексности автоматизации проектирования.

К примерам комплексов верхнего уровня можно отнести:

NX (разработчик — Siemens PLM Software) — программный продукт с огромными возможностями в области промышленного дизайна, конструирования, проектирования оснастки (штампов, литейных форм), программирования станков с числовым программным управлением, инженерного анализа. NX возведен на геометрическом ядре Parasol >

Эти программные комплексы соответствуют классу CAE.

К среднему уровню можно отнести:

• Mechanical Desktop (разработчик ?Autodesk) предназначается для подготовки проектных решений как некоторых деталей, так сборок, а еще сопроводительной техдокументации. Имеет возможности трехмерного твердотельного моделирования, позволяет спроектировать объекты произвольной геометрической формы и степени трудности. Имеет очень большую базу типовых изделий, в том числе ЕСКД.
• Mastercam (разработчик — CNC Software, Inc.) собой представляет многоцелевой, используемый в самых разных областях программный продукт, предлагающий возможность многовариантных решений в различных режимах работы. Имеет хороший, понятный интерфейс и большие возможности настройки показателей. Поддерживает 3D моделирование, дает прекрасную возможность создавать программы для обработки деталей по 2 — 5 осям на фрезеровочных, токарных станках, поддерживает операции штамповки и резки материала листового типа.

Пакеты нижнего уровня:

• Bricscad (разработчик — Bricsys) программный продукт, который предназначен для разработки двумерных чертежей и трехмерного моделирования. Повсеместно применяется в автомобилестроении, строительстве, электрике и автоматике. Важная особенность — единый формат для 2D и 3D объектов.
• КОМПАС (разработчик АСКОН) собой представляет программу для моделирования. Позволяет вести конструкторскую документацию, поддерживает отечественные нормы ЕСКД. Однако не считается кросс платформенной системой, так как формат чертежей не поддерживается иными пакетами.

Наиболее востребованной САПР в мире стала программа AutoCAD. Существуя на рынке уже больше тридцати лет, она занимает первенствующее положение среди подобных программных решений среднего уровня. Имея в собственном арсенале развитый инструментарий разработки и адаптации, она собой представляет многофункциональную платформу на базе которой создано очень много специальных приложений, решающих задачи проектирования в области механики, электроники, архитектуры, строительства.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.