Сегодня под словом «САПР» понимается гораздо большее, нежели просто программно-аппаратный комплекс для выполнения проектных работ с использованием компьютеров и зачастую этот термин используется, прежде всего, как удобная аббревиатура для обозначения большого класса систем автоматизации. Это связано с тем, что за последние 10-15 лет такие системы прошли большой путь развития от «электронных кульманов» первого поколения, предназначенных в основном для машинной подготовки проектной документации, до современных систем, автоматизирующих практически все процессы, связанные с проектированием и изготовлением новых изделий, будь то деталь, узел машины или целый автомобиль, самолет или здание.
Разумеется, чем сложнее разрабатываемое изделие, тем более сложной и многофункциональной должна быть САПР. Системы проектирования в масштабах предприятия за рубежом принято определять как CAD /CAM /САЕ — системы, функции автоматизированного проектирования распределяются в них следующим образом модули CAD — для геометрического моделирования и машинной графики, модули подсистемы САМ — для технологической подготовки производства, а модули СAЕ — для инженерных расчетов и анализа с целью проверки проектных решений. Таким образом, современная система CAD/CAM/CAE способна обеспечить автоматизированную поддержку работ инженеров и специалистов на всех стадиях цикла проектирования и изготовления новой продукции.
В основу каждой САПР заложена определенная математическая модель, формализующая описание и функционирование проектируемых изделий, и процессы их изготовления. И природа изделий, производственные процессы накладывают свою специфику на методы — их математического моделирования. В конечном счете, эта специфика приводит к существенному различию, систем проектирования и условия их использований.
1. Назначение
CAD-системы предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР).
Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.).
Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.
«Проектирование автоматизированных систем» : «Проектирование ...
... является сбор и передача данных.[3] Целью данной курсовой работы является разработка системы автоматики ГЗУ «Альметьевнефть», которая включает в себя выбор необходимых ... процесса создания по соображениям рационального планирования и организации работ, заканчивающихся заданным результатом. Рис. 1. Стадии и этапы проектирования В соответствии с ГОСТ 34.601-90 проектирование автоматизированных систем ...
В свою очередь, CAM -системы предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.).
CAM -системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM — системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD -системе.
САЕ -системы представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ -системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD -системе. CAE -системы еще называют системами инженерного анализа.
CAD Society
2. История развития
CAD/CAM/CAE
CAD/CAM/CAE
CAD/CAM/CAE
Развитие приложений для проектирования шаблонов печатных плат и слоев микросхем сделало возможным появление схем высокой степени интеграции (на базе которых и были созданы современные высокопроизводительные компьютерные системы).
В течение 80-х гг. был осуществлен постепенный перевод CAD -систем с мэйнфреймов на персональные компьютеры (ПК).
В то время ПК работали быстрее, чем многозадачные системы, и были дешевле. По данным Dataquest , к концу 80-х гг. стоимость CAD -лицензии снизилась, примерно, до $20000.
Cледует сказать, что в начале 80-х гг. произошло расслоение рынка CAD-систем на специализированные секторы. Электрический и механический сегменты CAD-систем разделились на отрасли ECAD и MCAD. Разошлись по двум различным направлениям и производители рабочих станций для CAD-систем, созданных на базе ПК:
ѕ часть производителей сориентировалась на архитектуру IBM PC на базе микропроцессоров Intel х86 ;
ѕ другие производители предпочли ориентацию на архитектуру Motorola (ПК ее производства работали под управлением ОС Unix от AT&T , ОС Macintosh от Apple и Domain OS от Apollo ).
Производительность CAD -систем на ПК в то время была ограничена 16-разрядной адресацией микропроцессоров Intel и MS DOS . Вследствие этого, пользователи, создающие сложные твердотельные модели и конструкции, предпочитали использовать графические рабочие станции под ОС Unix с 32-разрядной адресацией и виртуальной памятью, позволяющей запускать ресурсоемкие приложения.
К середине 80-х гг. возможности архитектуры Motorola были полностью исчерпаны. На основе передовой концепции архитектуры микропроцессоров с усеченным набором команд (Reduced Instruction Set Computing — RISC ) были разработаны новые чипы для рабочих станций под ОС Unix (например, Sun SPARC ).
Проектирование Базы Данных для коммерческого предприятия
... потребности в новых средствах разработки баз данных и возможностях применения их. Мы рассмотрим кратко пять таких приложений. 1.База данных Системы наблюдения Земли (EOSDIS) Система наблюдения Земли (EOS - ... требующих систематического подхода к работе с данными. Дальнейшее развитие компьютерных технологий и компьютеризация общества привела к тому что, базы данных стали разрабатываться практически во ...
Архитектура RISC позволила существенно повысить производительность CAD -систем.
С середины 90-х гг. развитие микротехнологий позволило компании Intel удешевить производство своих транзисторов, повысив их производительность. Вследствие этого появилась возможность для успешного соревнования рабочих станций на базе ПК с RISC/Unix -станциями. Системы RISC/Unix были широко распространены во 2-й половине 90-х гг., и их позиции все еще сильны в сегменте проектирования интегральных схем. Зато сейчас ОС MS Windows практически полностью доминирует в областях проектирования конструкций и механического инжиниринга, проектирования печатных плат и др. По данным Dataquest и IDC , начиная с 1997 г. рабочие станции на платформе Windows NT/Intel (Wintel ) начали обгонять Unix -станции по объемам продаж. За прошедшие с начала появления CAD/CAM/CAE -систем годы стоимость лицензии на них снизилась до нескольких тысяч долларов (например, $6000 у Pro/Engineer ).
3. Общая классификация CAD/CAM/CAE
CAD/CAM/CAE
ѕ Чертежно-ориентированные системы, которые появились первыми в 70-е гг. (и успешно применяются в некоторых случаях до сих пор).
ѕ Системы, позволяющие создавать трехмерную электронную модель объекта, которая дает возможность решения задач его моделирования вплоть до момента изготовления.
ѕ Системы, поддерживающие концепцию полного электронного описания объекта ( EPD ).
EPD это технология, которая обеспечивает разработку и поддержку электронной информационной модели на протяжении всего жизненного цикла изделия, включая маркетинг, концептуальное и рабочее проектирование, технологическую подготовку, производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию. При применении EPD -концепции предполагается замещение компонентно-центрического последовательного проектирования сложного изделия на изделие-центрический процесс, выполняемый проектно-производственными командами, работающими коллективно. Вследствие разработки EPD -концепции и появились основания для превращения автономных CAD -, CAM — и CAE -систем в интегрированные CAD/CAM/CAE -системы.
CAD/CAM/CAE
Pro/Engineer
Parasolid
CAD -системы нижнего уровня (например, AutCAD LT , Medusa , TrueCAD , КОМПАС, БАЗИС и др.) применяются только при автоматизации чертежных работ.
4. Выгоды от применения
CAD/CAM/CAE
Shorts Brothers
Фюзеляж Learjet 45 оказался не только наиболее сложным среди существующих, но и был разработан в значительно меньшие сроки (на 40%), чем его предшественники. Кроме того, примерно в 10 раз было улучшено качество деталей и самой сборки фюзеляжа, а общее число деталей сокращено на 60% (при снижении объема основных переделок на 90% по сравнению с предыдущими проектами).
Стадии проектирования систем автоматизированного проектирования
... развития САПР Разработка систем автоматизированного проектирования должна выполняться на основе комплекса взаимоувязанных государственных стандартов на САПР, который устанавливает основные положения, правила организации работ по созданию, ... также достижений в биотехнологии, генной инженерии и т.п.; разработка и внедрение в производство переналаживаемого оборудования, что особенно важно для малых ...
В целом, компания Shorts смогла уменьшить число компонентов с 9500 до 3700 (на 60%).
Полное время на проектирование и технологическую подготовку производства было сокращено до 125000 человеко-дней. Общее время разработки и технологической подготовки производства до 60000 человеко-дней, а весь цикл разработки типового фюзеляжа сократился с 4-х лет до 1,5-2 лет.
CAD/CAM/CAE
ѕ Совершенствование методов проектирования, в частности, использование методов многовариантного проектирования и оптимизации для поиска эффективных вариантов и принятия решений.
ѕ Повышение доли творческого труда инженера-проектировщика.
ѕ Повышение качества проектной документации.
ѕ Совершенствование управления процессом разработки проектов.
ѕ Частичная замена натурных экспериментов и макетирования моделированием на ЭВМ.
ѕ Уменьшение объёма испытаний и доводки опытных образцов в результате повышения уровня достоверности проектных решений и, следовательно, снижение временных затрат.
система автоматизированное проектирование
Заключение
Потребности современного производства диктуют необходимость глобального использования информационных компьютерных технологий на всех этапах жизненного цикла изделия: от предпроектных исследований до утилизации изделия. Основу информационных технологий в проектировании и производстве сложных объектов и изделий составляют сегодня полномасштабные полнофункциональные промышленные САПР (CAD/CAM/CAE — системы).
Активное использование во всем мире «легких» и «средних» САПР на персональных компьютерах для подготовки чертежной документации и управляющих программ для станков с ЧПУ и сближение возможностей персональных компьютеров и «рабочих станций» в автоматизации проектирования подготовило две тенденции в разработке и использовании САПР, которые наблюдаются в последнее время:
- ѕ применение полномасштабных САПР в различных отраслях промышленности для проектирования и производства изделий различной сложности;
- ѕ интеграция САПР с другими информационными технологиями.
Эти тенденции позволяют говорить, что уже в самом ближайшем будущем эффективность производства будет во многом определяться эффективностью использования на предприятиях промышленных САПР.
Библиографический список
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/metodyi-integratsii-cad-sistem-i-avtomatizirovannyih-informatsionnyih-sistem/
1. Кунву Ли. Основы САПР. — СПб.: Питер, 2004.
2. Б. Хокс. Автоматизированное проектирование и производство. — М.: Мир, 1991.
3. «Компьютер Пресс», NN «1-12,1997 — ISSN 0868-6157.
4. В. Клишин, В. Климов, М. Пирогова. Интегрированные технологии Computervision. Открытые системы, # 2, 1997. с. 37-42.
