Системы автоматизированного проектирования кратко

Обновлено: 07.07.2024

Системой автоматизированного проектирования (САПР) называют комплекс методических, организационных и технических мероприятий, выполняемых инженером-проектировщиком при широком использовании средств автоматизации и компьютерной техники для получения наилучших проектных решений и подготовки проектно-сметной документации в фиксированные сроки и с минимальными трудозатратами.

САПР — принципиально новая организационно-техническая система, основу которой составляют компоненты методического, программного, информационного, технического и организационного обеспечения.

Проектирование на уровне САПР предполагает перестройку всего проектно-изыскательского дела: радикальное изменение состава и знаний инженерно-технического персонала, изменение существующей структуры проектно-изыскательских институтов и фирм, технологии и методов изысканий и проектирования.

Функциями САПР являются разработка и выпуск проектно-сметной документации, обладающей уровнем качества, недостижимым средствами традиционного (неавтоматизированного) проектирования.

Коренное отличие системного проектирования от эпизодического применения компьютерной техники при традиционном проектировании заключается в том, что все подсистемы САПР взаимосвязаны и результаты проектных разработок по одной из систем непосредственно используются в виде исходной информации для последующего проектирования без промежуточной переподготовки данных. Эти результаты, кроме того, могут выдаваться на экран монитора в виде цифровой или графической информации, которая при необходимости непосредственно корректируется инженером-проектировщиком. Таким образом осуществляется диалог инженера с компьютером.

Целью создания САПР являются:

повышение качества объектов проектирования. Например, разработка проектов автомобильных дорог с обеспечением зрительной плавности и ясности трассы, органически вписывающейся в окружающий ландшафт и обеспечивающей наилучшие транспортно-эксплуатационные показатели (уровни удобства и безопасность движения, скорости и время сообщения, пропускная способность и т. д.);

снижение стоимости строительства объектов и их материалоемкости. Стоимость автомобильных дорог и материалоемкость проектных решений при системном автоматизированном проектировании оказывается на 10—15% (а иногда и более) ниже соответствующих показателей при использовании традиционных технологий;

сокращение сроков проектирования, трудовых затрат, повышение качества проектно-сметной документации. При системном проектировании сроки проектно-изыскательского цикла (с соответствующим ростом производительности труда) сокращаются в среднем на 20—25% и более. Подготовка проектно-сметной документации с использованием современных плоттеров и принтеров обеспечивает оформление проектов (пояснительных записок, смет и чертежей) с качеством, недостижимым при традиционной технологии.

При проектировании на уровне САПР наибольший экономический эффект достигается в связи с повышением качества объектов проектирования и снижения сметной стоимости и материалоемкости строительства. В меньшей степени этот экономический эффект связан с сокращением сроков проектирования и повышением производительности проект-но-изыскательских работ.

Экономический эффект при проектировании на уровне САПР достигается за счет:

системного использования средств автоматизации и компьютерной техники;

создания принципиально новой технологии производства проект-но-изыскательских работ;

повышения специализации труда;

совершенствования методов управления процессами изысканий и проектирования;

внедрения новых математических методов проектирования, обеспечивающих оптимизацию проектных решений по различным критериям и, прежде всего, экономическим;

внедрения новых методов математического моделирования проектируемых объектов и особенностей их ожидаемого функционирования;

многовариантности проработки проектных решений, эвристическим путем приближающей к наилучшим решениям.

Одна из принципиальных отличительных особенностей системного автоматизированного проектирования состоит в том, что исходная изыскательская информация для проектирования представляется в виде крупномасштабных топографических планов на широкую полосу возможного размещения конкурентоспособных вариантов трассы (полосу варьирования) и цифровых моделей рельефа, ситуационных особенностей и инженерно-геологического и гидрогеологического строения местности (ЦММ) на ту же полосу и в той же системе координат.

В ходе проектирования по топографическим планам инженеры-проектировщики эскизно прорабатывают принципиальные инженерные решения (например, основные варианты возможных направлений трассы), поручая компьютеру расчетное сопровождение этих решений и снятие исходных данных с ЦММ для последующего проектирования (продольные профили земли по оси вариантов трассы, почвенно-грунтовые, инженерно-геологические разрезы, поперечные профили земли, стоимости отвода земель и т. д.).

Целью создания САПР являются:

Экономический эффект при проектировании на уровне САПР достигается за счет:

системного использования средств автоматизации и компьютерной техники;

создания принципиально новой технологии производства проект-но-изыскательских работ;

повышения специализации труда;

совершенствования методов управления процессами изысканий и проектирования;

многовариантности проработки проектных решений, эвристическим путем приближающей к наилучшим решениям.

Система автоматизированного проектирования (САПР) – сложный комплекс средств, предназначенный для автоматизации проектирования.

Согласно принятым в 1980-х годах стандартам, САПР – это не просто некая программа, установленная на компьютере, это информационный комплекс, состоящий из аппаратного обеспечения (компьютера), программного обеспечения, описания способов и методов работы с системой, правил хранения данных и многого другого.

Однако, с приходом на отечественный рынок иностранных систем, широкое распространение получили аббревиатуры CAD (Computer Aided Design), которую можно перевести, как проектирование с применением компьютера, и CAD-system, которую можно перевести, как система для проектирования с помощью компьютера.

В настоящее время в среде специалистов по САПР многие термины утратили свой первоначальный смысл, а термин САПР теперь обозначает программу для автоматизированного проектирования. Другими словами, то, что раньше называлось ПО САПР или CAD-системой, теперь принято называть системой автоматизированного проектирования (САПР). Также можно встретить названия CAD-система, КАД-система, система САПР и многие другие, но все они обозначают одно – некую программу для автоматизированного проектирования.

На современном рынке существует большое количество САПР, которые решают разные задачи. В данном обзоре мы рассмотрим основные системы автоматизированного проектирования в области машиностроения.

Базовые и легкие САПР

Легкие системы САПР предназначены для 2D-проектирования и черчения, а также для создания отдельных трехмерных моделей без возможности работы со сборочными единицами.

Безусловный лидер среди базовых САПР – AutoCAD.

AutoCAD

AutoCAD — это базовая САПР, разрабатываемая и поставляемая компанией Autodesk. AutoCAD – самая распространенная CAD-система в мире, позволяющая проектировать как в двумерной, так и трехмерной среде. С помощью AutoCAD можно строить 3D-модели, создавать и оформлять чертежи и многое другое. AutoCAD является платформенной САПР, т.е. эта система не имеет четкой ориентации на определенную проектную область, в ней можно выполнять хоть строительные, хоть машиностроительные проекты, работать с изысканиями, электрикой и многим другим.

Система автоматизированного проектирования AutoCAD обладает следующими отличительными особенностями:

Стандарт “де факто” в мире САПР
Широкие возможности настройки и адаптации
Средства создания приложений на встроенных языках (AutoLISP и пр.) и с применением API
Обилие программ сторонних разработчиков.

Кроме того, Autodesk разрабатывает вертикальные версии AutoCAD - AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrical и другие, которые предназначены для специалистов соответствующей направленности.

Bricscad

В настоящее время на рынке появился целый ряд систем, которые позиционируются, как альтернатива AutoCAD. Среди них можно отдельно отметить Bricscad от компании Bricsys, которая очень активно развивается, поддерживает напрямую формат DWG и имеет целый ряд отличий, включая инструменты прямого вариационного моделирования, поддержку BIM-технологий.

САПР среднего уровня

Средние системы САПР — это программы для 3D-моделирования изделий, проведения расчетов, автоматизации проектирования электрических, гидравлических и прочих вспомогательных систем. Данные в таких системах могут храниться как в обычной файловой системе, так и в единой среде электронного документооборота и управления данными (PDM- и PLM-системах). Часто в системах среднего класса присутствуют программы для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (CAM-системы) и другие программы для технологического проектирования.

САПР среднего уровня – самые популярные системы на рынке. Они удачно сочетают в себе соотношение “цена/функциональность”, способны решить подавляющее число проектных задач и удовлетворить потребности большей части клиентов.

Autodesk Inventor

Профессиональный комплекс для трехмерного проектирования промышленных изделий и выпуска документации. Разработчик – компания Autodesk.

Среди особенностей Inventor стоит отметить:

Продвинутые инструменты трехмерного моделирования, включая работу со свободными формами и технологию прямого редактирования
Поддержку прямого импорта геометрии из других САПР с сохранением ассоциативной связи (технология AnyCAD)
Тесную интеграцию с программами Autodesk - AutoCAD, 3ds Max, Alias, Revit, Navisworks и другими, что позволяет использовать Inventor для решения задач в разных областях, включая дизайн, архитектурно-строительное проектирование и пр.
Поддержку отечественных стандартов при проведении расчетов, моделировании и оформлении документации
Обширные библиотеки стандартных и часто используемых элементов
Обилие мастеров проектирования типовых узлов и конструкций (болтовые соединения, зубчатые и ременные передачи, проектирование валов и колес и многое другое)
Широкие возможности параметризации деталей и сборок, в том числе управление составом изделия
Встроенную среду создания правил проектирования iLogic.

Для эффективного управления процессом разработки изделий, управления инженерными данными и организации коллективной работы над проектами, Autodesk Inventor может быть интегрирован с PLM-системой Autodesk Vault и схожими системами других разработчиков.

SolidWorks

Трехмерный программный комплекс для автоматизации конструкторских работ промышленного предприятия. Разработчик – компания Dassault Systemes.

Черты системы, выгодно отличающие ее от других CAD-систем:

Продуманный интерфейс пользователя, ставший образцом для подражания
Обилие надстроек для решения узкоспециализированных задач
Ориентация как на конструкторскую, так и на технологическую подготовку производства
Библиотеки стандартных элементов
Распознавание и параметризация импортированной геометрии
Интеграция с системой SolidWorks PDM

SolidEdge

Система трехмерного моделирования машиностроительных изделий, которую разрабатывает Siemens PLM Software.

Среди преимуществ системы можно выделить:

Комбинацию технологий параметрического моделирования на основе конструктивных элементов и дерева построения с технологией прямого моделирования в рамках одной модели
Расчетные среды, включая технологию генеративного дизайна
Поддержку ЕСКД при оформлении документации
Расширенные возможности проектирование литых деталей и оснастки для их изготовления
Встроенный модуль автоматизированного создания схем и диаграмм
Тесную интеграцию с Microsoft SharePoint и PLM-системой Teamcenter для совместной работы и управления данными

Компас-3D

Компас-3D – это система параметрического моделирования деталей и сборок, используемая в областях машиностроения, приборостроения и строительства. Разработчик – компания Аскон (Россия).

Преимущества системы Компас-3D:

Простой и понятный интерфейс
Использование трехмерного ядра собственной разработки (C3D)
Полная поддержка ГОСТ и ЕСКД при проектировании и оформлении документации
Большой набор надстроек для проектирования отдельных разделов проекта
Гибкий подход к оснащению рабочих мест проектировщиков, что позволяет сэкономить при покупке
Возможность интеграции с системой автоматизированного проектирования технологических процессов ВЕРТИКАЛЬ и другими системами единого комплекса.

T-FLEX

Отечественная САПР среднего уровня, построенная на основе лицензионного трехмерного ядра Parasolid. Разработчик системы – компания ТопСистемы (Россия).

Отличительные черты системы:

Мощнейшие инструменты параметризации деталей и сборок
Продвинутые средства моделирования
Простой механизм создания приложений без использования программирования
Интеграция с другими программами комплекса T-FLEX PLM
Инструменты расчета и оптимизации конструкций.

“Тяжелые” САПР

Тяжелые САПР предназначены для работы со сложными изделиями (большие сборки в авиастроении, кораблестроении и пр.) Функционально они делают все тоже самое, что и средние системы, но в них заложена совершенно другая архитектура и алгоритмы работы.

PTC Creo

Система 2D и 3D параметрического проектирования сложных изделий от компании PTC. САПР PTC Creo широко используется в самых разных областях проектирования.

Выгодные отличия системы от конкурирующих решений:

Эффективная работа с большими и очень большими сборками
Моделирование на основе истории и инструменты прямого моделирования
Работа со сложными поверхностями
Возможность масштабирования функциональности системы в зависимости от потребностей пользователя
Разные представления единой, централизованной модели, разрабатываемой в системе
Тесная интеграция с PLM-системой PTC Windchill.

NX – флагманская система САПР производства компании Siemens PLM Software, которая используется для разработки сложных изделий, включающих элементы со сложной формой и плотной компоновкой большого количества составных частей.

Ключевые особенности NX:

Поддержка разных операционных систем, включая UNIX, Linux, Mac OS X и Windows
Одновременная работа большого числа пользователей в рамках одного проекта
Полнофункциональное решение для моделирования
Продвинутые инструменты промышленного дизайна (свободные формы, параметрические поверхности, динамический рендеринг)
Инструменты моделирования поведения мехатронных систем
Глубокая интеграция с PLM-системой Teamcenter.

CATIA

Система автоматизированного проектирования от компании Dassault Systemes, ориентированная на проектирование сложных комплексных изделий, в первую очередь, в области авиастроения и кораблестроения.

Стандарт “де факто” в авиастроении
Ориентация на работу с моделями сложных форм
Глубокая интеграция с расчетными и технологическими системами
Возможности для коллективной работы тысяч пользователей над одним проектом
Поддержка междисциплинарной разработки систем.

Облачные САПР

В последнее время активно начали развиваться “облачные“ САПР, которые работают в виртуальной вычислительной среде, а не на локальном компьютере. Доступ к этим САПР осуществляется либо через специальное приложение, либо через обычный браузер. Неоспоримое преимущество таких систем – возможность их использования на слабых компьютерах, так как вся работа происходит в “облаке”.

Облачные САПР активно развиваются, и если несколько лет назад их можно было отнести к легким САПР, то теперь они прочно обосновались в категории средних САПР.

Fusion 360

САПР Fusion 360 ориентирована на решение широкого круга задач, начиная от простого моделирования и заканчивая проведением сложных расчетов. Разработчик системы – компания Autodesk.

Особенности Fusion 360:

Продвинутый интерфейс пользователя
Сочетание разных методов моделирования
Продвинутые инструменты работы со сборками
Возможность работы в онлайн и оффлайн режимах (при наличии и отсутствии постоянного подключения к сети Интернет)
Доступная стоимость приобретения и содержания
Расчеты, оптимизация, визуализация моделей
Встроенная CAM-система
Возможности прямого вывода моделей на 3D-печать.

Onshape

Полностью “облачная” САПР Onshape разрабатывается компанией Onshape.

На что стоит обратить внимание при выборе Onshape:

Доступ к программе через браузер или мобильные приложения
Работа только в режиме онлайн
Узкая направленность на машиностроительное проектирование
Полный набор функций для моделирования изделий машиностроения
Контроль версий создаваемых проектов
Поддержка языка FeatureScript для создания собственных приложений на основе Onshape.

Заключение

В настоящее время на рынке присутствуют самые разные современные CAD системы, которые отличаются между собой как по функциональности, так и по стоимости. Выбрать подходящую систему автоматизированного проектирования среди многих CAD – непростая задача. При принятии решения необходимо ориентироваться на потребности предприятия, задачи, которые стоят перед пользователями, стоимость приобретения и содержания системы и многие другие факторы.

CAD-системами (Computer-aided design) называется программное обеспечение, предназначенное для автоматизированного проектирования. Программный пакет, который призван создавать конструкторскую и технологическую документацию,3D модели и чертежи. Представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР.

Содержание

Производители проектных систем

Представленная в данном материале таблица представляет собой упорядоченный список производителей готовых программных решений в области систем проектирования, разработки и промышленного дизайна.

Особенности

Типы САПР

Математическое обеспечение САПР (МО) — этот вид подразумевает объединение математических методов, моделей и алгоритмов с целью выполнения проектирования)
Лингвистическое обеспечение САПР (ЛО) — это обеспечение представляет собой выражение языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками обмена данными и языками программирования между техническими средствами САПР;
Техническое обеспечение САПР (ТО) — сюда относятся периферийные устройства, ЭВМ, линии связи, обработка и вывод данных и т. д.;
Информационное обеспечение САПР (ИО) — состоит из баз данных (БД), систем управления базами данных (СУБД) и других данных, которые используются при проектировании;
Программное обеспечение САПР (ПО) — это, прежде всего компьютерные программы САПР;
Методическое обеспечение (МетО) — включает в себя различного рода методики проектирования;
Организационное обеспечение (ОО) — представляется штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, которые определяют работу проектного предприятия.

Структура САПР

Будучи одной из сложных систем, САПР состоит из двух подсистем: проектирующей и обслуживающей. Проектные процедуры выполняют проектирующие подсистемы . Подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов являются ярким примером проектирующих подсистем. С помощью обслуживающих подсистем осуществляется функционирование проектирующих подсистем, их единство, как правило, называют системной средой или оболочкой САПР. Характерными обслуживающими подсистемами считаются подсистемы управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management), управления проектными данными (PDM — Product Data Management). Диалоговая подсистема (ДП); СУБД; инструментальная подсистема; монитор — обеспечивающий взаимодействие всех подсистем и управление их выполнением — это обслуживающие подсистемы ПО. Диалоговая подсистема ПО дает возможность интерактивного взаимодействия пользователя САПР с управляющей и проектирующими подсистемами ПО, а также подготовку и корректирование первоначальных данных, ознакомление с результатами проектирующих подсистем, функционирующих в пакетном режиме.

Структура ПО САПР определяется следующими факторами:

аспектами и уровнем создаваемых с помощью ПО описаний, проектируемых объектов и предметной областью;
степенью автоматизации конкретных проектных операций и процедур;
ресурсами, предоставленными для разработки ПО;
архитектурой и составом технических средств, режимом функционирования.

Классификация САПР

САПР классифицируют по следующим принципам: целевому назначению, по приложению, масштабам и характеру базовой подсистемы. По целевому назначению выделяют САПР или подсистемы САПР, которые предоставляют различные аспекты проектирования. Таким образом, CAE/CAD/CAM системы появляются в составе MCAD:

САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы. Здесь имеются в виду САПР функционального проектирования
САПР-К — конструкторские САПР общего машиностроения, чаще всего их называют просто CAD-системами;
САПР-Т — технологические САПР общего машиностроения — АСТПП (автоматизированные системы технологической подготовки производства) или системы CAМ (Computer Aided Manufacturing).

По приложениям самыми важными и широко используемыми считаются такие группы САПР как:

Машиностроительные САПР или MCAD (Mechanical CAD) системы — это САПР для применения в отраслях общего машиностроения.
ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы — САПР для радиоэлектроники.
САПР в области архитектуры и строительства.

Помимо этого, существует большое количество более специализированных САПР, или выделяемых в определенных группах, или являющихся самостоятельной ветвью в классификации. Это такие системы как: БИС-САПР (больших интегральных схем); САПР летательных аппаратов и САПР электрических машин. По масштабу определяют самостоятельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР:

Комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ)
Комплекс анализа электронных схем;
Системы ПМК;
Системы с уникальными архитектурами программного (software) и технического (hardware) обеспечений.

Классификация по характеру базовой подсистемы

САПР, которые направлены на приложения, где главной процедурой проектирования является конструирование, то есть определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Это САПР на базе машинной графики и математического моделирования. К данной группе систем относится большая часть графических ядер САПР в сфере машиностроения.
САПР, ориентированные на приложения, в которых при достаточно простых математических расчетах перерабатывается большое количество данных. Это САПР на базе СУБД. Данные САПР главным образом встречаются в технико-экономических приложениях, например, В процессе проектирования бизнес-планов, объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.
Комплексные (интегрированные) САПР, которые включают в себя совокупность предыдущих видов подсистем. Типичными примерами комплексных САПР могут быть CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении или САПР БИС. Таким образом, СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий является составной частью САПР БИС. Для того, чтобы управлять такими сложными системами используют специализированные системные среды.
САПР на базе определенного прикладного пакета. По сути это свободно используемые программно-методические комплексы, такие как, комплекс имитационного моделирования производственных процессов, комплекс синтеза и анализа систем автоматического управления, комплекс расчета прочности по методу конечных элементов и т. п. Как правило, данные САПР относятся к системам CAE. Например, программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD.

Развитие САПР

Одна из ключевых тем развития САПР - "облачные" вычисления: удаленная работа с данными, размещенными на удаленных серверах, с различных устройств, имеющих выход в интернет. На сегодняшний день облака очень существенно продвинулись в сегменте легких приложений и сервисов — преимущественно в потребительском секторе. Возможны два варианта интеграции. В первом случае в облако переносится вся инфраструктура инженерных служб, и соответственно необходимость в инженерном ПО, установленном на рабочем месте, исчезает вовсе. Во втором случае у конструктора по-прежнему остается графическая рабочая станция с установленной САПР, но при этом он получает из нее доступ к различным облачным сервисам, благодаря которым можно решать задачи, требующие весьма существенных ресурсов (например, проводить прочностной анализ). Осуществлять облачное взаимодействие возможно двумя способами: публично, когда доступ к серверу, расположенному у провайдера, открыт через интернет, и в частном порядке, когда сервер находится на предприятии и обращения к нему происходят по закрытой локальной сети. В России развитие облаков в области САПР сдерживается необходимостью соблюдать в очень многих проектах излишнюю секретность. Поэтому скорее всего именно частные облака станут в ближайшее время основным драйвером рынка. Облака — это не только новые технологии, но еще и возможность экспериментировать с новыми бизнес-моделями. [1]

Следующая важная тенденция — альтернативные ОС. Еще лет пять назад, когда заводились разговоры об альтернативе Microsoft Windows, речь, как правило, шла о Linux. Данная тема актуальна и сегодня: отечественная национальная программная платформа, по всей видимости, будет сделана на базе ядра Linux; к этой ОС растет интерес в области образования и в госструктурах (есть примеры успешного перехода). Однако теперь уже можно говорить о существенном потенциале операционной системы Google Chrome OS. И здесь упомянутый тренд смыкается с облачным трендом — ОС Google, как известно, не подразумевает установку приложений на локальном компьютере.

Немаловажную роль в продвижении этой ОС играет тенденция к уменьшению рыночной доли ПК. Очевидно, что если в облака перенести большинство громоздких и сложных вычислений, снижаются требования к аппаратному обеспечению и появляется возможность работать на любых устройствах. Например, на планшетах. В итоге разработчикам САПР-решений придется либо разрабатывать платформонезависимые решения (облачный вариант), либо делать их мультиплатформенными.

Следующая тема — `железо`. Здесь все опять же определяется неудовлетворенностью рынка решением монополиста — классической архитектурой Intel (темпами ее развития). В этой связи явно отмечается тренд на развитие архитектуры ARM. Ее сейчас поддерживает несколько производителей, среди которых одним из самых активных является компания Nvidia (Нвидиа). Пока данная архитектура активно применяется только в мобильных устройствах, но в ближайшее время, судя по всему, она перейдет и на стационарные ПК. Косвенно об этом свидетельствует тот факт, что будущая ОС Microsoft Windows 8 сможет работать и на ARM-архитектуре тоже (впервые не только на Intel).

Вторая тенденция — перенос существенной части вычислений с центрального процессора на графическое ядро. Данная тема относится скорее к области параллельных вычислений.

Еще один тренд - это рост рынка мобильных устройств. Наибольшее ускорение он получил в прошлом году с появлением iPad. Вначале, правда, казалось, что это устройство сугубо потребительское и в корпоративном секторе оно не будет применимо. Однако выяснилось, что оно вполне подходит для решения многих задач.

В секторе САПР сегодня многие сотрудники являются мобильными — работают на выезде, на удаленных строительных объектах, перемещаются по стране, трудятся дома. (Все это требует удобного мобильного устройства.)

Так или иначе за рубежом о том, что планшет скоро будет у каждого сотрудника инженерной службы, сегодня говорят как о свершившемся факте. Уже появились привлекательные для разработчиков мобильные платформы IOS Apple и Android Google, а также существенное количество САПР-приложений под них.

Сейчас весьма сложно сказать, уйдут ли через десять лет из нашего арсенала клавиатура и мышь. Но факт в том, что интерфейсы, ориентированные на работу с мультитач-экранами (пальцеориентированные), явно набирают популярность. В мобильных устройствах они уже практически стали стандартом. На сегодняшний день вполне понятно, что этот интерфейс более чем подходит для потребления информации. Так же ли он хорош для ее создания, для работы с САПР, сказать пока сложно. Для массового перехода к подобным интерфейсам до сих пор не хватает технологической базы. Сейчас на рынке просто не существует достаточно больших мультитач-панелей с необходимым для САПР разрешением.

Рынок САПР весьма консервативен. Даже замена одной такой системы на другую в рамках работы над одним проектом — задача довольно сложная. Что уж говорить о серьезной смене парадигмы, интерфейсов, поколений САПР. Поэтому данный рынок явно не входит в число лидеров технологической гонки — развитие есть, но очевидно не такое быстрое, как хотелось бы. Впрочем, в ближайшее десятилетие на предприятия придут инженеры, выросшие уже в эпоху интернета, новых технологий и мобильных устройств, и так или иначе они станут активно привносить на рынок элементы своей культуры.

САПР в строительстве

Цифровизация бизнеса затронула все его отрасли. В последнее десятилетие бум переживают решения для проектирования, инжиниринга и конструирования промышленных объектов. От советских кульманов проектировщики пришли к 3D-моделированию. Что цифровизация означает для этого сегмента, как помочь команде работать в едином пространстве и почему пока не удается окончательно избавиться от бумажных носителей, помогал разбираться генеральный директор компании AVEVA Алексей Лебедев.

САПР расшифровывается как система автоматизированного проектирования - это комплекс программных и технических средств, эксплуатируемых для простой, недорогой и быстрой разработки проектов, моделей и чертежей. Это объемное понятие, объединяющее в себе десятки разновидностей по сложности, типу и функционалу. Предлагаем ознакомиться с особенностями и видами САПР более подробно.

Пример работы САПР программы SolidWorks

Функционал САПР

Системы автоматизированного проектирования имеют функционал для осуществления работ на всех стадиях жизненного цикла изделия, начиная от создания проекта и заканчивая подготовкой к производству. В распоряжении специалистов по инженерии есть следующие возможности:

оперативное принятие решений и оформление документов;

функции для качественного управления рабочими процессами;

доступ к технологиям параллельного проектирования изделий;

возможность неоднократного применения готовых решений;

максимально реалистичное математическое моделирование;

информационная поддержка, стратегическая разработка проекта;

опции расчета количества материалов и времени производства.

возможность ведения группового проекта

Классический вариант позволяет инженеру выполнять геометрические построения и 3D-моделирование, наносить размеры, оперировать с графическими и текстовыми объектами и разрабатывать комплект технической документации, а также редактировать ранее созданные проекты и готовить их к приемке. Конкретный функционал зависит от того, с каким конкретно программно-техническим комплексом взаимодействует разработчик.

Достоинства систем автоматизированного проектирования

Использование САПР в первую очередь значительно упрощает труд инженера-проектировщика. Если раньше специалисты разрабатывали чертежи и документацию от руки, сегодня это выполняется в автоматизированном режиме. Другие преимущества:

ускорение процесса проектирования и конструирования деталей в 1,5-2 раза;

уменьшение затрат на изготовление изделий вплоть до 20%;

удешевление процесса разработки и расходов на эксплуатацию;

меньшие расходы на формирование моделей и проведение тестов;

значительный рост качества и технического уровня результатов работы.

В совокупности перечисленные преимущества делают предприятие более конкурентоспособным за счет увеличения качества выпускаемой продукции вместе с уменьшением себестоимости.

Пример работы САПР программы SolidWorks

Применение САПР

Сфера применения определяется отраслевым назначением того или иного комплекса для автоматизации. По данному признаку классификация насчитывает 3 основные разновидности:

MCAD. Программно-технические комплекты, разработанные для формирования проектов механизмов. Без них не обходится изготовление автомобилей, речных и морских судов, космических аппаратов. Кроме готовых изделий проектируются и конструктивные детали. Яркие представители систем проектирования из этой категории – КОМПАС, SolidWorks.

EDA. Средства, широко используемые для конструирования как готовых электронных приборов, так и их составляющих – микросхем и печатных плат. Другое название данной категории – ECAD. Популярные у специалистов решения – OrCAD и Altium Designer.

AEC CAD. Главное назначение этих систем заключается в автоматизированной разработке строительных и архитектурных объектов. К ним относятся промышленные и жилые здания, автомобильные и железные дороги, мосты и объекты инфраструктуры. Программные продукты для этого направления есть у AutoDesk, AutoCAD, Bentley.

Таким образом, для каждого направления инженерной деятельности есть свои продукты с предназначенным для этого функционалом. Благодаря такому разделению в каждом комплексе есть только нужные инструменты и ничего лишнего, а это упрощает и ускоряет работу инженера.

Разновидности САПР

Отраслевое назначение – не единственная классификация, в рамках которой многочисленные системы САПР делятся на отдельные виды. Большую роль играет деление по ГОСТ и назначению.

По ГОСТ

Классификация инженерных программ, согласно ГОСТ, включает разделение по признакам:

тип и сложность проектируемого объекта – эта классификация рассмотрена выше;

уровень автоматизации: низкий (до 25%), средний (от 25% до 50%), высокий (от 50%);

комплексность автоматизации: одноэтапные, многоэтапные, комплексные;

вид выпускаемых документов: на листе, на машинных или на фотоносителях;

производительность выпуска документации: малая, средняя, высокая.

Также значение имеет число уровней технического обеспечения. По этому признаку решения классифицируются на одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые.

По назначению

Проектировочные работы включают многочисленные аспекты, за каждый из которых отвечает тот или иной тип программ согласно своему целевому назначению. Выделяют 4 разновидности:

CAD. Предназначены непосредственно для моделирования двумерных или трехмерных проектов, а также для создания технологической и конструкторской документации. Категория включает подкатегории CADD и CAGD, инструменты в которых отвечают за создание чертежей и формирование геометрических моделей соответственно.

CAE. Продукты для симулирования и исследования физических процессов, проведения конструкторских расчетов, динамического тестирования и оптимизации проектов. Отдельно выделяется подкатегория CAA, включающая ПО для компьютерного анализа.

CAM. Применяются на этапе подготовки изделия к выпуску, используются для управления оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) или гибких автоматизированных производственных систем (ГАПС) для изготовления изделий.

CAPP. Категория средств, которые объединяют в себе возможности уже рассмотренных выше CAD и CAM. Используются для планирования технологических процессов.

Стоит заметить, что многие САПР являются комбинацией двух или более перечисленных выше аспектов. Наиболее часто встречаются сочетания CAD/CAM, CAD/CAE/CAM и CAD/CAE. Именно совместное использование программ обеспечивает эффективную разработку и производство.

Читайте также: