CAD popular. Sisteme CAD: ce este, abreviere și caracteristici software

În aproape toate sferele activității umane, astăzi se observă o competiție dură. Se acordă avantaje acelor participanți pe piață care vor putea să proiecteze un produs mai rapid și mai precis, să prezică cu exactitate calitatea acestuia și să determine tehnologia optimă de producție. Un sistem de proiectare asistată de calculator (CAD) este chemat pentru a realiza implementarea cu succes a ideilor de orice complexitate. Acest concept înseamnă software care vă permite să creați un model al unui obiect cu acuratețe maximă și să furnizați producătorului un pachet complet de documentație de proiectare în conformitate cu standardele internaționale.

Ele rezolvă practic această problemă folosind un complex de tehnologii eficiente de analiză, dezvoltare, pregătire a procesului de producție folosind sisteme CAD / CAM / CAE. Acesta este singurul mod de a obține calitatea necesară și de a reduce costul de producție. Partea principală a lucrării de creare a unui proiect este realizată de programe de calculator, a căror viteză și precizie este de multe ori mai mare decât capacitățile tehnologiilor tradiționale, cum ar fi crearea de desene, calcularea sarcinilor așteptate, prezicerea comportamentului materialelor.

Posibilitati si domenii de aplicare

Omenirea s-a străduit întotdeauna să automatizeze producția. Dar până la mijlocul secolului al XX-lea, acestea au fost încercări de îmbunătățire a mecanismelor și tehnologiilor. Primele experimente în utilizarea sistemelor de automatizare au început după cel de-al Doilea Război Mondial. Utilizarea dispozitivelor electronice pentru nevoile complexului militar-industrial din Statele Unite la sfârșitul anilor 1940 și începutul anilor 1950 nu poate fi numită o descoperire. Puterea computerelor era atunci insuficientă. Succesele serioase au venit abia în anii 70, când au apărut dispozitive electronice care puteau funcționa cu o cantitate mare de informații. Această perioadă este de obicei numită prima etapă în dezvoltarea sistemelor de proiectare asistată de computer. Eficiența utilizării computerelor în rezolvarea problemelor de producție a fost dovedită.

În anii 80 a început a doua etapă a revoluției electronice. Până în acest moment, dimensiunea dispozitivelor de calcul a scăzut considerabil, iar viteza de lucru a crescut semnificativ. Un motiv serios pentru creșterea explozivă a fost lansarea computerelor personale, cu ajutorul cărora a crescut numărul de utilizatori.

Printre numeroasele căi de dezvoltare și câțiva producători mari, a apărut un lider - IBM. Arhitectura dispozitivelor cu microprocesor Intel x86 s-a dovedit a fi cea mai de succes pentru utilizare în automatizarea designului. În același timp, sistemele CAD și CAM au început să apară în inginerie mecanică, industriile de înaltă tehnologie.

Metodele de modelare spațială au făcut posibilă calcularea proceselor complexe, creând baza pentru tehnologia de programare pentru mașinile CNC. La mijlocul anilor 80, a existat un declin în dezvoltarea popularității produselor Apple și Motorola. Cu toate acestea, stațiile de lucru grafice care rulează sistemul de operare Unix au ocupat poziția de lider. Dar deja la începutul anilor 90, programele de pe platforma Windows au depășit concurența. Sistemele propuse pentru mașini-unelte și echipamente au fost mai convenabile, mai productive și, cel mai important, mai ieftine. Metodele de proiectare spațială s-au dovedit a fi solicitate în energie, electrocasnice, auto și astronautică.

Tehnologia a început să fie folosită mai activ în inginerie mecanică. Programele pentru strunguri, centre de prelucrare au îmbunătățit calitatea produsului, au redus timpul de producție. Era nevoie de formarea unor zone separate în grafica digitală. S-au format în sfârșit termenii CAD, CAM, CAE, scopul și caracteristicile acestora.

Conceptul de CAD, acceptat în practica inginerească autohtonă, este de natură generală. Include toate capacitățile de inginerie software. Cu toate acestea, este mai convenabil să folosiți versiunile în limba engleză, care descriu mai detaliat tipurile și tehnologiile muncii efectuate. Cei mai populari termeni înseamnă:

1. Sisteme CAD - înseamnă proiectare asistată de calculator. Programe cu un pachet de module pentru crearea de obiecte tridimensionale cu detalierea caracteristicilor acestora și capacitatea de a obține un set complet de documentație de proiectare și proiect.
2. Sisteme CAM - traduse ca fabricație asistată de computer. Programe de aplicare pentru implementarea proiectelor. Cu ajutorul lor, este prescris algoritmul pentru funcționarea mașinilor CNC. Ca bază este folosit un model 3D realizat conform standardelor CAD.
3. Sistemele CAE sunt o clasă de produse pentru inginerie asistată de calculator. Apariția capacității de a crea un model solid a necesitat descrierea sa detaliată, predicția sarcinilor operaționale, inclusiv efectul temperaturii, rezistența mediului.

Pe parcursul evoluției, sistemul de proiectare asistată de calculator a fost împărțit în zone separate, în cadrul cărora s-au rezolvat sarcini de înaltă specializare. Arsenalul de instrumente pentru atingerea obiectivului se extindea și el. În fiecare etapă a producției, puteți alege sistemul care este cel mai potrivit pentru un anumit caz. Tehnologia creării unui model 3d în CAD a accelerat semnificativ lansarea de noi produse care sunt proiectate cu caracteristici specificate. Prototipul în stare solidă este validat și testat virtual cu o precizie rezonabilă, minimizând costul testării reale.

Metodele de proiectare electronică pătrund în anumite domenii de activitate, având în vedere natura producției. Respectând regulile și normele generale, se creează noi direcții de dezvoltare. Astfel, în 2012, corporația de stat „Rosatom” a trecut la Sistemul Unificat de Management al Documentelor Sectoriale (EODS). Programul a făcut posibilă sistematizarea documentației proiectului. Accesul la arhiva electronică a devenit mai ușor. Ca urmare, productivitatea muncii, siguranța informațiilor și fiabilitatea protecției acesteia au crescut.

Exemple de programe de proiectare asistată de calculator

Profesia de dezvoltator modern necesită o pregătire serioasă. Ei predau CAD în universități specializate. Cu toate acestea, educația de bază nu este o garanție a succesului. Sectorul se dezvoltă activ. Pe piață apar în mod regulat produse noi, care necesită abilități de studiu și de lucru. Devine norma ca un inginer să urmeze cursuri de perfecționare. Dezvoltatorii de software merg să întâlnească utilizatorii produselor lor. Programele plătite includ o opțiune importantă - abilitatea de a folosi suport și de a învăța cum să lucrezi.

Este nevoie de timp pentru a învăța toate capacitățile grafice ale software-ului. Mulți dezvoltatori oferă să profite de bonusul pentru studenți. Așadar, liderul de piață, Autodesk, oferă studenților o licență timp de trei ani atunci când folosesc 3ds Max. În ceea ce privește funcționalitatea, programul de construcție este aproape același cu versiunea profesională scumpă. Costul pachetului de bază Autodesk 3ds Max pentru perioada curentă este de peste 60.000 de ruble per utilizator. Suma este mare chiar și pentru un inginer activ. De obicei, astfel de produse sunt achiziționate de o întreprindere.

Nu numai întreprinderile mari au nevoie de modelare 3D. Astăzi, designul tridimensional este solicitat în rândul antreprenorilor individuali și doar al amatorilor. Pentru a implementa ideile pe care le-au conceput, nu au nevoie să achiziționeze produse cu un set de funcții necesare în industriile high-tech. Puteți găsi software de design pentru bani mai moderati sau puteți utiliza versiuni gratuite cu funcții limitate.

Designerii CAD cunosc bine pachetul AutoCAD. De mulți ani, el și-a câștigat un respect binemeritat pentru capacitatea de a implementa idei cu instrumente destul de simple, intuitive. Este susținută capacitatea de a lucra atât în ​​spațiu bidimensional, cât și tridimensional. Proiectele sunt salvate în formă standard CAD. Costul produsului permite companiilor mici și mijlocii să-l achiziționeze. Ca o încercare, producătorul vă oferă posibilitatea de a utiliza programul gratuit timp de 30 de zile. În acest timp, un specialist cu educație de bază va învăța cum să folosească funcțiile de bază și va decide dacă să-l cumpere sau nu.

Printre produsele profesionale se numără Pro/ENGINEER de la dezvoltatorul american Parametric Technology Corp. Motorul original al programului se distinge prin performanță și calitate ridicate. Este posibil să afișați proiectul într-o imagine fotorealistă la rezoluție înaltă. Brandul francez CATIA este cunoscut specialiştilor din domeniul inovaţiilor. Produsul este complet integrat cu sistemele CAD/CAM/CAE si poate fi utilizat in diverse domenii de activitate industriala, de la inginerie mecanica pana la constructii.

Dezvoltarea internă a companiei „Ascon”, programul de design tridimensional „Compass”, se promovează activ pe piață. Opțiunea clasică pentru crearea proiectelor CAD. Interfață, descriere, ajutor în limba rusă, care devine motivul popularității în creștere. Funcția de creare a documentelor text și grafice conform standardului ESKD este acceptată. Programul este ușor de învățat și de utilizat.

Este imposibil să nu menționăm software-ul SolidWorks. Programul este adaptat pentru utilizare pe scară largă pe computere de putere medie. Nu cea mai bogată funcționalitate, dar capabilitățile disponibile sunt destul de suficiente pentru implementarea unor proiecte destul de complexe. Întreprinderile mari folosesc și programul. Producătorul oferă o linie de produse pentru diverse scopuri pentru a rezolva toate problemele din sistemele CAD, CAM, CAE. Miezul designului grafic este propria dezvoltare a Parasolid, care are atât avantaje, cât și dezavantaje.

sistem CAD(сcomputer-aided design computer support for design) este un sistem de proiectare asistată de calculator conceput pentru a efectua lucrări de proiectare folosind tehnologia computerizată și, de asemenea, vă permite să creați documentație de proiectare și tehnologică pentru produse, clădiri și structuri individuale.

De obicei, abrevierea CAD considerat echivalentul standardizat în limba engleză al termenului CAD... Cu toate acestea, conceptul de CAD nu este un echivalent complet al CAD ca sistem organizațional și tehnic: astfel încât în ​​GOST 15971-90 această frază este dată ca un echivalent în engleză standardizat al termenului „proiectare asistată de computer”. Termenul CAD în limba engleză poate fi tradus și ca sistem CAD, sistem de proiectare automatizat, sistem CAE.
O serie de surse străine stabilesc o anumită subordonare a conceptelor de CAD, CAE, CAM. Termenul CAE este definit ca termenul cel mai general pentru a cuprinde orice utilizare a tehnologiei informatice în inginerie, inclusiv CAD și CAM. Termenul CAx (tehnologii asistate de computer) este folosit pentru a desemna întregul spectru al diferitelor tehnologii de automatizare care utilizează un computer, inclusiv instrumente CAD.

Scopul principal al creării CAD- creșterea eficienței muncii inginerilor prin automatizarea lucrărilor în fazele de proiectare și pregătire. Deci, datorită CAD, este posibil să se realizeze:

Reducerea complexității proiectării și planificării;
- reducerea timpului de proiectare;
- reducerea costurilor de proiectare si fabricatie, reducerea costurilor de operare;
- imbunatatirea calitatii si a nivelului tehnic si economic al rezultatelor proiectarii;
- reducerea costurilor de modelare și testare la scară completă.

CAD folosește cunoștințele tehnice ale specialiștilor ca informații de intrare, care introduc cerințe de proiectare, rafinează rezultatele, verifică structura rezultată, o modifică etc.
Sistemul de proiectare asistată de calculator este implementat sub forma unui complex de programe aplicate care asigură proiectarea, desenarea, modelarea tridimensională a structurilor, a pieselor plane sau volumetrice.
De regulă, sistemele CAD moderne includ module pentru modelarea unei structuri volumetrice tridimensionale (detalii) și proiectarea desenelor și a documentației de proiectare a textului (specificații, declarații etc.).

Clasificare CAD conform GOST 23501.108-85:

Tipul/varietatea obiectului de design
- complexitatea obiectului de design
- nivelul de automatizare a proiectării
- complexitatea automatizării designului
- natura documentelor emise
- numarul documentelor emise
- numărul de niveluri din structura suportului tehnic

Clasificarea CAD (sau a subsistemelor CAD) după scop:

CAD (proiectare asistată de calculator/descriere) înseamnă proiectare asistată de calculator, în contextul acestei clasificări, termenul desemnează instrumente CAD destinate automatizării designului geometric bidimensional și/sau tridimensional, crearea de proiectare și/sau documentație tehnologică, și sisteme CAD de uz general.
- CADD (proiectare și redactare asistată de computer în limba engleză) - proiectare și realizarea de desene.
- CAGD (design geometric asistat de calculator englez) - modelare geometrică.
- CAE (computer-aided engineering) - mijloace de automatizare a calculelor inginerești, analiza și simularea proceselor fizice, realizează modelarea dinamică, verificarea și optimizarea produselor.
- CAA (analiza asistată de computer) este o subclasă de instrumente CAE utilizate pentru analiza computerizată.
- CAM (English computer-aided manufacturing) - mijloace de pregătire tehnologică pentru producția de produse, asigură automatizarea programării și controlului echipamentelor cu CNC sau GAPS (Flexible Automated Manufacturing Systems)). Analogul rusesc al termenului este ASTPP - un sistem automat pentru pregătirea tehnologică a producției.
- CAPP (English computer-aided process planning) - instrumente de automatizare pentru planificarea proceselor tehnologice utilizate la joncțiunea sistemelor CAD și CAM.
Multe sisteme de proiectare asistată de calculator combină soluția sarcinilor legate de diverse aspecte ale proiectării CAD / CAM, CAD / CAE, CAD / CAE / CAM. Astfel de sisteme sunt numite complexe sau integrate.

Clasificarea internațională general acceptată a sistemelor CAD / CAM / CAE:

Sisteme orientate spre desen, care au apărut primele în anii '70. (și sunt încă utilizate cu succes în unele cazuri).

Sisteme care vă permit să creați un model electronic tridimensional al unui obiect, ceea ce face posibilă rezolvarea problemelor de modelare a acestuia până în momentul fabricării.

Sisteme care suportă conceptul EPD Electronic Product Definition. EPD este o tehnologie care asigură dezvoltarea și întreținerea unui model electronic de informații pe tot parcursul ciclului de viață al unui produs, inclusiv marketing, proiectare conceptuală și detaliată, pregătire tehnologică, producție, operare, reparare și eliminare.

abrevierea CADîn literatura tehnică modernă, educațională și standardele de stat reprezintă „Sistem de proiectare asistată de calculator”, deși se potrivește mai mult cu abrevierea decodare CAD „Sistem de automatizare a lucrărilor de proiectare”, dar este mai greu pentru percepție și este folosit mult mai rar. Interpretarea greșită poate fi adesea auzită - „Sistem de proiectare asistată de calculator”, care este eronat în esență, deoarece conceptul de „automat” implică funcționarea independentă a sistemului, fără participarea omului, iar în CAD, unele funcții sunt îndeplinite de o persoană, iar numai operațiunile și procedurile individuale de proiectare sunt automate. De asemenea, interpretarea nu este complet corectă „Instrument software pentru automatizarea designului” pentru că este prea „îngust”: bineînțeles, în zilele noastre, CAD-ul este adesea înțeles doar ca un software aplicativ pentru implementarea activităților de proiectare. Cu toate acestea, în literatura de specialitate și în standardele de stat, CAD este definit ca un concept mai încăpător care include nu numai software.

În prezent cei mai mari dezvoltatori de sisteme CAD/CAM sunt firmele:

Parametric Technology Corporation (PMTC) - software pro/inginer, Windchill;
- Dassault Systemes (DASTY) - software CATIA, SolidWorks, ENOVIA CATIA, DELMIA;
- Autodesk (ADSK);
- Unigraphics Solutions (UGS) - Unigraphics, Solid Edge, iMAN, software Parasolid;
- Structural Dynamics Research Corporation (SDRC) - Software I-DEAS.

În era tehnologiilor moderne, proiectarea clădirilor și structurilor, la fel ca multe alte lucruri, a fost pusă pe umerii sistemelor automate. Acum este posibil să creați un proiect cu drepturi depline într-un timp scurt, să îl arătați clientului, să schimbați rapid sau să adăugați ceva la el. Instrumente precum programele CAD fac obiectul acestui articol.

Ce este software-ul CAD?

Sistemul de proiectare asistată de computer nu este altceva decât denumirea națională CAD (proiectare asistată de computer). Esența sa este de a crește productivitatea designerilor și inginerilor, precum și de a îmbunătăți calitatea muncii lor. Acest lucru se realizează prin mai multe caracteristici utile ale programelor CAD:

• procesul de creare a întregii documentații este automat;
• capacitatea de a utiliza designul paralel de către mai multe persoane;
• proiectele create anterior sunt ușor de utilizat în altele noi, conectându-le într-un timp scurt;
• nu este nevoie să folosiți machete și teste;
• reduce procentul de erori și deficiențe.

Astfel, am dus designul la un nivel cu totul nou, reducând costurile cu forța de muncă și crescând productivitatea.

Prezentare generală a programelor CAD

Există multe soluții software diferite pe piață pentru o mare varietate de industrii de design. Merită să le luați în considerare mai detaliat.

AutoCAD

Această revizuire nu ar fi completă fără includerea acestei „fiare” CAD. AutoCAD este pe piață de peste 20 de ani și a fost de multă vreme clasat drept cel mai bun software CAD. Tot ceea ce are nevoie un designer este implementat în acest software.

Cu toate acestea, tehnologia și cerințele nu stau pe loc și foarte curând capacitățile AutoCAD au început să lipsească. Este potrivit pentru proiecte medii spre mici. Dar dacă trebuie să creați un proiect uriaș cu drepturi depline, va fi incomod să lucrați cu el.

Așa că compania de dezvoltare Autodesk a mers mai departe și a creat Architectural Desktop. Utilizatorii săi sunt arhitecți profesioniști și specialiști în domeniu Cu toate capacitățile sale, acest program CAD a reușit să mențină ușurința de utilizare a AutoCAD.

Deoarece designul acoperă un număr mare de industrii pentru care sunt necesare desene și planuri, Autodesk a creat câteva soluții foarte specializate. Toate produsele dezvoltatorului sunt plătite și semnificativ scumpe.

ArchiCAD

Este unul dintre cele mai populare programe CAD printre designeri. Are capacitati grozave. În special, oferă un model virtual, cu ajutorul căruia este posibil să se elaboreze până la cel mai mic detaliu nu numai structura interioară, ci și aspectul exterior.

De asemenea, programul poate genera tot setul de documente necesar pentru înregistrare.

Studiourile și birourile mari de arhitectură vor adora caracteristica de colaborare a proiectelor. Paralelizarea sarcinilor accelerează dramatic procesul creativ.

ATENA

Program CAD pentru crearea de desene și proiecte. Este specializată în principal în soluții pentru fațade și structuri metalice. Dar cele mai recente versiuni pot proiecta și clădiri și complexe cu drepturi depline.

Lucrarea se desfășoară atât în ​​modul 2D, cât și în spațiu tridimensional.

Programe CAD Linux

După cum știți, în mediul Linux, cele mai comune programe care au licențe gratuite sau chiar open source. În cele mai multe cazuri, acestea rămân cu mult în urma capacităţilor produselor plătite de mediu Windows. Cu toate acestea, să luăm în considerare câteva soluții CAD decente care pot rezolva problemele designerilor.

Qcad

Distribuit sub licența gratuită GNU GPL. Cu toate acestea, există o versiune pentru profesioniști, al cărei preț este de aproximativ 33 USD.

Scopul produsului software este desene 2D, schițe. În general, sistemul este potrivit pentru crearea de proiecte mici și simple.

Deschideți CASCADE

Acest produs este deja axat pe crearea de proiecte 3D cu drepturi depline. În plus, există instrumente pentru schimbul rapid de documentație, vizualizare și dezvoltare colaborativă.

CASCADE este distribuit în formă gratuită, există o sursă deschisă. Cu toate acestea, conform termenilor licenței, dacă utilizatorul a făcut modificări la cod, acesta trebuie să notifice dezvoltatorii.

ARCAD

Și aceasta este deja o soluție plătită pentru mediul Linux. Un sistem complet conceput pentru profesioniști. Are capacitati grozave. În special, crearea unui model 3D, vizualizare, calcule ale volumelor și maselor necesare și multe altele.

CAD și Android

Cu această tendință în dispozitivele mobile, nu este surprinzător faptul că smartphone-urile și tabletele își vor înlocui în curând „frații mai mari” în totalitate. Și acum instrumente atât de complexe și grele precum instrumentele CAD sunt disponibile pe platformele mobile. În continuare, va fi o mică prezentare generală a programelor CAD pentru „Android”.

AutoCAD 360

Acest produs a fost deja menționat la începutul articolului. Dezvoltatorul programului este același - compania Autodesk. Aplicația este gratuită, dar există și versiuni comerciale Pro și Pro Plus. Acest reprezentant este capabil să lucreze cu fișiere ale unei versiuni de PC cu drepturi depline, adică să le creeze și să le editeze. Interfața este simplă și directă. Cu toate acestea, există o mică limitare - puteți lucra cu fișiere mai mici de 10 MB.

CadTouch

Nu este un editor și vizualizator CAD rău. Gratuit, simplu și intuitiv. Are o listă extinsă de instrumente, funcționează cu fișiere DWG și are, de asemenea, un mod raster.

Din păcate, dezvoltarea în mediul 3D nu a fost încă finalizată, dar aplicația are loc să crească. La fel ca majoritatea programelor, are o versiune Pro, pentru care trebuie să plătiți aproximativ 20 USD.

TurboViewer

Această aplicație nu este un editor, ci un simplu vizualizator pentru fișiere DWG / DXF. Funcționează destul de repede. Va fi o soluție bună pentru designeri atunci când trebuie să arate rapid elementele de lucru ale proiectului clientului departe de computer.

Concluzie

Software-ul CAD este disponibil pe toate platformele cunoscute. Unele sunt soluții plătite, altele sunt open source. Dar toate au un lucru în comun - capacitatea de a crea un proiect cu drepturi depline al unui obiect într-un timp scurt.

Tabelul prezentat în acest material este o listă ordonată a producătorilor de soluții software gata făcute în domeniul sistemelor de proiectare, dezvoltare și design industrial.

Particularități

Odată cu utilizarea sistemelor de automatizare pentru calculele inginerești și analiza CAE, în acest moment, de regulă, sunt utilizate sisteme de proiectare asistată de computer (CAD). Informațiile din sistemele CAD ajung la CAM (Computer-aided manufacturing). Trebuie remarcat faptul că termenul englezesc „CAD” în legătură cu sistemele industriale are o interpretare mai restrânsă decât termenul rus „CAD”, deoarece conceptul de „CAD” include CAD, CAM și CAE. Printre toate tehnologiile informaționale, automatizarea designului ocupă un loc special. În primul rând, automatizarea designului este o disciplină sintetică, deoarece include diverse tehnologii informaționale moderne. Deci, de exemplu, suportul tehnic al CAD se bazează pe funcționarea rețelelor de calculatoare și a tehnologiilor de telecomunicații; CAD practică și utilizarea computerelor personale și a stațiilor de lucru. Vorbind despre suportul matematic al CAD, trebuie remarcată varietatea metodelor utilizate: matematică computațională, programare matematică, statistică, matematică discretă, inteligență artificială. Sistemele software CAD pot fi comparate cu unele dintre cele mai complexe sisteme software moderne, care se bazează pe sisteme de operare precum Windows, Unix și limbaje de programare precum C++ și Java, precum și tehnologii moderne CASE. Aproape fiecare inginer de dezvoltare ar trebui să aibă cunoștințe despre elementele de bază ale automatizării designului și să poată lucra cu instrumente CAD. Deoarece toate departamentele de proiectare, birourile și birourile de proiectare sunt echipate cu computere, munca unui designer cu un astfel de instrument precum o tablă de desen convențională sau calculele folosind o regulă de calcul au devenit irelevante. În consecință, întreprinderile care lucrează fără CAD sau îl folosesc într-o mică măsură devin necompetitive, deoarece cheltuiesc mult mai mult timp și bani pentru proiectare.

Tipuri CAD

• Software CAD (MO) - acest tip implică combinarea de metode matematice, modele și algoritmi pentru a realiza proiectarea)
• Suport lingvistic al CAD (LO) - acest suport este o expresie a limbajelor de comunicare între designeri și calculatoare, limbaje de schimb de date și limbaje de programare între mijloacele tehnice CAD;
• Suport tehnic CAD (TO) - acesta include dispozitive periferice, calculatoare, linii de comunicație, procesare și ieșire a datelor etc.;
• Suport de informații CAD (IO) - constă din baze de date (DB), sisteme de management al bazelor de date (DBMS) și alte date care sunt utilizate în proiectare;
• Software-ul CAD (SW) este, în primul rând, programe de calculator CAD;
• Suport metodologic (MetO) - include diverse tipuri de tehnici de proiectare;
• Suport organizațional (OO) - este reprezentat de tabele de personal, fișe de post și alte documente care determină activitatea întreprinderii de proiect.

Structura CAD

Fiind unul dintre sistemele complexe, CAD este format din două subsisteme: proiectare și întreținere. Procedurile de proiectare sunt realizate de subsisteme de proiectare. Subsistemele pentru modelarea geometrică tridimensională a obiectelor mecanice sunt un prim exemplu de proiectare a subsistemelor. Cu ajutorul subsistemelor de servicii, se realizează funcționarea subsistemelor de proiectare, unitatea lor este de obicei numită mediu de sistem sau shell CAD. Subsistemele tipice de servicii sunt considerate a fi managementul procesului de proiectare (DesPM - Design Process Management), managementul datelor de proiectare (PDM - Product Data Management). Subsistemul de dialog (DP); SGBD; subsistem instrumental; monitor - asigurarea interacțiunii tuturor subsistemelor și controlul execuției acestora - acestea sunt subsistemele de servicii ale software-ului. Subsistemul de dialog al software-ului permite interacțiunea interactivă a utilizatorului CAD cu subsistemele de control și proiectare ale software-ului, precum și pregătirea și corectarea datelor inițiale, familiarizarea cu rezultatele subsistemelor de proiectare care funcționează în mod batch.

Structura unui software CAD este determinată de următorii factori:

• aspecte și nivelul descrierilor create cu ajutorul software-ului, obiectelor proiectate și domeniului;
• gradul de automatizare a operațiunilor și procedurilor specifice proiectului;
• resurse furnizate pentru dezvoltarea de software;
• arhitectura si alcatuirea mijloacelor tehnice, modul de functionare.

clasificare CAD

CAD este clasificat în funcție de următoarele principii: scopul, aplicarea, scara și natura subsistemului de bază. În funcție de scopul propus, se disting sistemele CAD sau subsistemele CAD, care oferă diverse aspecte ale designului. Astfel, sistemele CAE / CAD / CAM apar ca parte a MCAD:

• Sisteme CAD-F sau CAE (Computer Aided Engineering). Aceasta se referă la CAD pentru design funcțional.
• CAD-K - proiectează sisteme CAD pentru inginerie mecanică generală, cel mai adesea sunt numite simplu sisteme CAD;
• CAD-T - sisteme CAD tehnologice pentru inginerie mecanică generală - ASTPP (sisteme automatizate pentru pregătirea tehnologică a producției) sau sisteme CAM (Computer Aided Manufacturing).

După aplicații, cele mai importante și utilizate pe scară largă sunt următoarele grupuri CAD:

• Sistemele Mechanical CAD sau MCAD (Mechanical CAD) sunt sisteme CAD pentru aplicații în industriile generale de inginerie mecanică.
• Sisteme ECAD (Electronic CAD) sau EDA (Electronic Design Automation) - CAD pentru electronica radio.
• CAD pentru arhitectura si constructii.

În plus, există un număr mare de sisteme CAD mai specializate, fie alocate în anumite grupe, fie fiind o ramură independentă în clasificare. Acestea sunt sisteme precum: BIS -SAPR (circuite integrate mari); CAD de aeronave și CAD de mașini electrice. Pe scară, se determină CAD, complexe software-metodice independente (PMK):

• Complex pentru analiza rezistenței produselor mecanice în conformitate cu metoda elementelor finite (FEM)
• Complex de analiză a circuitelor electronice;
• sisteme PMK;
• Sisteme cu arhitecturi software și hardware unice.

Clasificarea după natura subsistemului de bază

• Sisteme CAD care vizează aplicații în care procedura principală de proiectare este proiectarea, adică definirea formelor spațiale și poziția relativă a obiectelor. Este un sistem CAD bazat pe grafică pe computer și modelare matematică. Acest grup de sisteme include majoritatea nucleelor ​​grafice CAD din domeniul ingineriei mecanice.
• Sisteme CAD axate pe aplicații în care cantități mari de date sunt procesate cu calcule matematice destul de simple. Este un sistem CAD bazat pe DBMS. Datele CAD se găsesc în principal în aplicații tehnice și economice, de exemplu, în procesul de proiectare a planurilor de afaceri, obiecte precum panourile de control din sistemele de automatizare.
• Sisteme CAD complexe (integrate), care includ un set de tipuri anterioare de subsisteme. Exemple tipice de sisteme CAD complexe sunt sistemele CAE / CAD / CAM din inginerie mecanică sau sistemele CAD LSI. Astfel, SGBD și subsistemele pentru proiectarea componentelor, diagramele schematice, logice și funcționale, topologia cristalelor, testele pentru verificarea adecvării produselor sunt parte integrantă a LSI CAD. Pentru a gestiona astfel de sisteme complexe se folosesc medii de sistem specializate.
• CAD bazat pe un pachet de aplicații specific. De fapt, acestea sunt complexe software și metodologice utilizate în mod liber, cum ar fi un complex pentru simularea proceselor de producție, un complex pentru sinteza și analiza sistemelor automate de control, un complex pentru calcularea rezistenței prin metoda elementelor finite etc. De regulă , datele CAD se referă la sisteme CAE. De exemplu, programe de proiectare logică bazate pe limbajul VHDL, pachete matematice precum MathCAD.

Dezvoltare CAD

Una dintre temele cheie ale dezvoltării CAD este „cloud computing”: lucrul la distanță cu date situate pe servere la distanță de pe diverse dispozitive cu acces la Internet. Astăzi, norii au făcut progrese foarte semnificative în segmentul aplicațiilor și serviciilor ușoare – în principal în sectorul de consum. Există două opțiuni posibile de integrare. În primul caz, întreaga infrastructură a serviciilor de inginerie este transferată în cloud și, în consecință, nevoia de software de inginerie instalat la locul de muncă dispare cu totul. În cel de-al doilea caz, designerul are încă o stație de lucru grafică cu un sistem CAD instalat, dar în același timp are acces de pe aceasta la diverse servicii cloud, datorită cărora este posibil să rezolve probleme care necesită resurse foarte importante (de exemplu , pentru a efectua analiza rezistenței). Este posibil să se efectueze interacțiunea în cloud în două moduri: în mod public, când accesul la serverul situat la furnizor este deschis prin Internet și în mod privat, când serverul este situat în întreprindere și apelurile la acesta au loc printr-o rețea locală închisă. . În Rusia, dezvoltarea norilor în domeniul CAD este constrânsă de necesitatea de a menține secretul excesiv în multe proiecte. Prin urmare, este cel mai probabil ca cloud-urile private să devină principalul motor al pieței în viitorul apropiat. Norii nu sunt doar despre noi tehnologii, ci și despre oportunitatea de a experimenta noi modele de afaceri.

Următoarea tendință majoră sunt sistemele de operare alternative. Acum cinci ani, când se vorbea despre o alternativă la Microsoft Windows, era de obicei Linux. Acest subiect este și astăzi relevant: platforma națională de software națională, cel mai probabil, se va baza pe nucleul Linux; există un interes din ce în ce mai mare pentru acest OS în domeniul educației și în agențiile guvernamentale (există exemple de tranziție reușită). Cu toate acestea, acum putem vorbi deja despre potențialul semnificativ al sistemului de operare Google Chrome OS. Și aici tendința menționată se îmbină cu tendința cloud - Google OS, după cum știți, nu implică instalarea de aplicații pe un computer local.

Un rol important în promovarea acestui OS îl are tendința de scădere a cotei de piață a PC-ului. Evident, dacă mutați cea mai mare parte din calculul greoi și complex în cloud, cerințele dvs. de hardware vor fi reduse și veți putea lucra pe orice dispozitiv. De exemplu, pe tablete. Ca rezultat, dezvoltatorii CAD vor trebui fie să dezvolte soluții independente de platformă (versiunea cloud), fie să le facă multiplatformă.

Următorul subiect este hardware. Din nou, totul este determinat de nemulțumirea pieței față de decizia monopolistului - arhitectura clasică Intel (ritmul dezvoltării sale). În acest sens, există o tendință clară de dezvoltare a arhitecturii ARM. Acum este susținut de mai mulți producători, printre care unul dintre cei mai activi este Nvidia (Nvidia). Până acum, această arhitectură este utilizată în mod activ numai în dispozitivele mobile, dar în viitorul apropiat, se pare, va fi transferată pe computere staționare. Acest lucru este evidențiat indirect de faptul că viitorul sistem de operare Microsoft Windows 8 va putea funcționa și pe arhitectura ARM (pentru prima dată nu numai pe Intel).

A doua tendință este transferul unei părți semnificative a calculatoarelor de la procesorul central la nucleul grafic. Acest subiect se referă mai degrabă la domeniul calculului paralel.

O altă tendință este creșterea pieței mobile. A avut cea mai mare accelerare anul trecut cu iPad-ul. La început, însă, părea că acest dispozitiv este pur de consum, iar în sectorul corporativ nu ar fi aplicabil. Cu toate acestea, s-a dovedit că este destul de potrivit pentru rezolvarea multor probleme.

În sectorul CAD astăzi, mulți angajați sunt mobili - lucrează pe drum, pe șantiere îndepărtate, se deplasează prin țară, lucrează de acasă. (Toate acestea necesită un dispozitiv mobil la îndemână.)

Într-un fel sau altul, în străinătate că fiecare angajat al serviciului de inginerie va avea în curând o tabletă, astăzi se vorbește despre ea ca pe un fapt împlinit. Au apărut deja platformele mobile IOS Apple și Android Google, atractive pentru dezvoltatori, precum și un număr semnificativ de aplicații CAD pentru acestea.

Acum este foarte greu de spus dacă tastatura și mouse-ul vor părăsi arsenalul nostru în zece ani. Dar adevărul este că interfețele multi-touch (orientate pe degete) câștigă în mod clar popularitate. În dispozitivele mobile, acestea au devenit aproape standardul. Astăzi este destul de clar că această interfață este mai mult decât potrivită pentru consumul de informații. Dacă este la fel de bun pentru crearea sa, pentru lucrul cu CAD, este încă greu de spus. Baza tehnologică încă lipsește pentru o tranziție masivă la astfel de interfețe. Pur și simplu nu există panouri multi-touch suficient de mari pe piață astăzi cu rezoluția necesară pentru CAD.

Piața CAD este foarte conservatoare. Chiar și înlocuirea unui astfel de sistem cu altul în cadrul lucrului la un proiect este o sarcină destul de dificilă. Ce putem spune despre o schimbare serioasă a paradigmei, interfețelor, generațiilor de CAD. Prin urmare, această piață nu se numără în mod clar printre liderii în cursa tehnologică - există dezvoltare, dar evident nu atât de rapidă pe cât ne-am dori. Cu toate acestea, în următorul deceniu, inginerii care au crescut în era internetului, noilor tehnologii și dispozitive mobile vor veni la întreprinderi și, într-un fel sau altul, vor aduce activ pe piață elemente ale culturii lor.

CAD în construcții

Digitalizarea afacerilor a afectat toate industriile sale. În ultimul deceniu, soluțiile de proiectare, inginerie și construcție de unități industriale au crescut. De la planșele de desen sovietice, designerii au ajuns la modelarea 3D. Alexey Lebedev, CEO-ul AVEVA, a ajutat să-și dea seama ce înseamnă digitalizarea pentru acest segment, cum să ajutăm echipa să lucreze într-un singur spațiu și de ce nu a fost încă posibil să scapi în sfârșit de suporturile de hârtie.

sisteme CAD(сproiectare asistată de calculator - suport computer pentru proiectare) sunt concepute pentru a rezolva problemele de proiectare și documentația de proiectare (mai frecvent sunt numite sisteme CAD). De regulă, sistemele CAD moderne includ module pentru modelarea unei structuri volumetrice tridimensionale (detalii) și proiectarea desenelor și a documentației de proiectare a textului (specificații, declarații etc.). Sistemele CAD 3D de vârf permit ideea unui ciclu end-to-end pentru pregătirea și producția de produse industriale complexe.

sisteme CAM(computer-aided Manufacturing - suport computerizat pentru fabricație) sunt concepute pentru a proiecta prelucrarea produselor pe mașini CNC și a emite programe pentru aceste mașini (frezare, găurire, eroziune, perforare, strunjire, șlefuire etc.). Sistemele CAM sunt numite și sisteme de pregătire a producției. În prezent, acestea sunt practic singura modalitate de a produce piese de formă complexă și de a le scurta ciclul de producție. Sistemele CAM utilizează un model 3D al unei piese create într-un sistem CAD.

sisteme CAE(ingineria asistată de computer - suport pentru calcule inginerești) reprezintă o clasă extinsă de sisteme, fiecare dintre acestea vă permite să rezolvați o problemă specifică de proiectare (grup de probleme), de la calcule de rezistență, analiza și modelarea proceselor termice până la calculele sistemelor hidraulice și mașini, calcule ale proceselor de turnare... Sistemele CAE folosesc, de asemenea, un model 3D al unui produs creat într-un sistem CAD. Sistemele CAE sunt numite și sisteme de analiză inginerească.

Clasificarea generală a sistemelor CAD / CAM / CAE

De aproape 30 de ani de existență a sistemelor CAD / CAM / CAE, s-a dezvoltat clasificarea lor internațională general acceptată:

- sisteme orientate spre desen care au apărut pentru prima dată în anii '70. (și au fost folosite cu succes în unele cazuri până în prezent);

- sisteme care vă permit să creați un model electronic tridimensional al unui obiect, ceea ce face posibilă rezolvarea problemelor de modelare a acestuia până în momentul fabricării;

- sisteme care susțin conceptul de descriere electronică completă a unui obiect (EPD, Electronic Product Definition). EPD este o tehnologie care permite dezvoltarea și întreținerea unui model de informații electronice pe parcursul întregului ciclu de viață al unui produs, inclusiv marketing, proiectare conceptuală și detaliată, pregătire tehnologică, producție, operare, reparare și eliminare. Dezvoltarea conceptului EPD a dat naștere la bazele transformării sistemelor CAD, CAM și CAE de sine stătătoare în sisteme integrate CAD / CAM / CAE.

În mod tradițional, există și o împărțire a sistemelor CAD / CAM / CAE în sisteme de nivel superior, mediu și inferior. Trebuie remarcat faptul că această împărțire este destul de arbitrară, deoarece acum există tendința ca sistemele de nivel mediu (în diverși parametri) să se apropie de sistemele de nivel superior, iar sistemele de nivel inferior încetează din ce în ce mai des să fie doar orientate spre desen bidimensional și devin tridimensionale.

În prezent, există două tipuri de miezuri cu geometrie solidă utilizate pe scară largă pe piață - Parasolid de la Unigraphics Solutions și ACIS de la Spatial Technology.

CAD rusesc

COMPAS 3D(ASCON)

T-FLEX CAD 3D(Sisteme de top) - Parasolid

CAD "Sudarushka"- sistem CAD / CAM / CAE. Este o dezvoltare a sistemului GEMOS (modelare geometrică a contururilor aeronavei), dezvoltat de specialiști ai industriei aviatice ruse la OKB im. A.S. Yakovlev în 1989-1994.

ADEM(Rusia, Israel, Geomania) - CAD pentru proiectare și pregătire tehnologică și mașini CNC. Produsul principal este sistemul integrat CAD / CAM / CAPP ADEM VX. Numele înseamnă Automated Design, Engineering, Manufacturing; adem.ru. - ACIS

WinELSO 7 - conceput pentru a automatiza proiectarea alimentării cu energie a obiectelor pentru toate tensiunile de curent alternativ și continuu trifazat, monofazat (Russian Industrial Company - un dezvoltator autorizat de aplicații pentru produse Autodesk (Autodesk Developer Network)); winelso.ru.

Expert-SKS(Expert-Soft, Moscova) - CAD pentru automatizarea în toate etapele de proiectare a sistemelor de cabluri structurate, linii de comunicații cu fibră optică, LAN, rețele liniare și backbone; expertsoft.ru.

Există, de asemenea, sisteme CAD open source gratuite.

Sisteme CAD de la producători non-ruși

Dassault Systèmes, Franța:

– CATIA- CAD pentru industria aerospațială;

– SolidWorks - CAD universal pentru inginerie mecanică, Parasolid.

MathCAD(Mathsoft, acum - Parametric Technology Corp.) - modelare matematică.

P-CAD(Altium, Sydney, Australia) - sistem CAD pentru proiectarea dispozitivelor electronice.

Profesionist / Inginer(Parametric Technology Corp.) este un sistem CAD versatil pentru inginerie mecanică. Parasolid

Margine solida(UGS - Siemens PLM Software) - sistem CAD 2D / 3D.

Autodesk Inc.:

– AutoCAD- cel mai răspândit sistem CAD non-rus. - - Autodesk Inventor- un sistem de proiectare solidă tridimensională pentru dezvoltarea de produse complexe de inginerie mecanică - ACIS

Costul aproximativ al sistemelor, frecare

Împărțirea pe niveluri este condiționată, depinde în principal de funcționalitate și, prin urmare, este determinată de prețul pe loc de muncă.

Sistemele de nivel scăzut nu au nimic de-a face cu CAD. Acestea sunt editori grafici destinati automatizării lucrărilor de inginerie și grafică, împreună cu un computer și un monitor, ele reprezintă o „planșă electronică de desen”, adică un instrument bun pentru realizarea documentației de proiectare. Aceste sisteme sunt numite bidimensionale.

Denumirea generală pentru sistemele de primul și al doilea nivel este sisteme tridimensionale. Proiectarea se desfășoară la nivelul modelelor solide cu implicarea unor biblioteci puternice de proiectare și tehnologia, folosind aparate matematice moderne pentru a efectua calculele necesare. Aceste sisteme permit utilizarea instrumentelor de animație pentru a simula mișcarea în spațiu a părților de lucru ale produsului (de exemplu, manipulatoare robot). Ei urmăresc traiectoria instrumentului în timpul dezvoltării și controlului procesului tehnologic de fabricație a produsului proiectat. Astfel de sisteme se numesc CAD / ASTPP (CAD / CAM / CAE).

Sistemele CAD / CAM / CAE permit intregii intreprinderi sa conecteze in mod logic toate informatiile despre produs, oferind procesare rapida si acces la acesta pentru utilizatorii care lucreaza in sisteme eterogene.

Modelul creat de sistem se bazează pe integrarea datelor și este o descriere electronică completă a produsului, unde există baze de date de design, tehnologic, producție și alte produse. Acest lucru are ca rezultat îmbunătățiri semnificative ale calității, economii de costuri și un timp mai scurt de lansare pe piață.

Pentru proiectarea sistemelor de alimentare cu energie (ESS), este posibil să se utilizeze sisteme CAD din alte industrii, dar caracteristicile specifice ale sistemelor de alimentare ca sisteme tehnice complexe necesită o abordare ușor diferită a proiectării.

Sistemele de proiectare ESS existente care utilizează tehnologia computerizată sunt concentrate în principal pe automatizarea procedurilor individuale sau a etapelor procesului de proiectare. Experiența arată că este mai ușor și mai eficient să antrenezi specialiști în alimentarea cu energie într-o nouă disciplină - hardware și software de calculator și CAD, decât ca specialiștii în CAD și software să stăpânească multe dintre disciplinele electrice care sunt predate inginerilor electrici. La studierea disciplinei „CAD of power supply” implică cunoașterea cursurilor în disciplinele electrice, precum și capacitatea de a lucra cu computere la nivel de utilizator.