Системы автоматизированного проектирования (САПР)
ОБЗОР ПОПУЛЯРНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (CAD)
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 проектирования.
|
|
|
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.
Программа sPlan представляет собой бесплатную автоматизированную систему проектирования для создания электрических чертежей. Этот графический редактор хорошо работает с векторной графикой и имеет все необходимые инженеру-электрику функции. sPlanпозволяет переводить векторную графику в растровую и производить её печать в различном масштабе.
sPlan 
Главной функцией программы sPlan является проектирование и разработка электронных принципиальных схем. Специально для этого, разработчиками сделана весьма большая база различных геометрических заготовок – обозначения электронных элементов. В также имеются все элементы, что могут, пригодится в создании принципиальной электрической и электронной схемы. Если, вдруг необходимого элемента нет, то Вы сами можете его сделать из простых фигур, а после сохранить в основной библиотеке.
|
|
|
Программа sPlan включает в себя такие группы электрических элементов, как: элементы питания, акустика, конденсаторы, сигнализаторы, антенны, разъёмы, реле, цифровые элементы, диоды, двигатели, различные транзисторы, тиристоры, плавкие вставки, различные генераторы, магазин индуктивностей, условные обозначения, основные и дополнительные приборы измерения, всяческие усилители, сопротивления, переключатели и выключатели, трансформаторы, лампы и множество других компонентов.
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.
ArchiCAD 
ArchiCAD — графический программный пакет САПР для архитекторов, созданный фирмой Graphisoft. Предназначен для проектирования архитектурно-строительных конструкций и решений, а также элементов ландшафта, мебели и т. п.
Начнем с того, что ArchiCAD — это не графический редактор, а скорее, «симулятор строительной площадки», потому что программа ориентированна исключительно на проектирование зданий и сооружений. Конечно же, мы можем смоделировать в ней различные 3D модели, но набор основных инструментов ArchiCAD говорит сам за себя.
Модель здания в ArchiCAD собирается по технологии BIM (Building Information Model или Building Information Modeling). Это означает, что при моделировании здания все элементы в нем изначально взаимосвязаны, и изменение параметров какого-либо объекта влечет за собой автоматическое обновление всех связанных с ним данных.
И все это одним нажатием клавиши.
Начиная с 13-й версии компания GRAPHISOFT представила революционную технологию Teamwork 2.0.
Эта технология позволяет работать над BIM моделью одновременно всем разработчикам проекта — руководителям, архитекторам и смежным специалистам. Причем работа может быть организована через удаленный сервер и любой специалист может присоединится к проекту посредством интернет соединения. Все изменения в проекте становятся доступны моментально для всех участников проекта.
Далее по теме. Разработчики архикад реализовали возможность для подготовки проекта к публикации. Инструмент «книга макетов» позволяет компоновать чертежи и другие данные проекта на готовых стандартных форматах и формировать их в альбомы. Данные в которых также обновляются автоматически, в случае изменения каких-либо исходных данных. В итоге в одном рабочем файле, мы имеем все данные проекта, начиная с BIM модели и заканчивая альбомом чертежей, готовым к выводу на печать или публикации в PDF формат.
В заключении скажем о том, что ArchiCAD долгие годы ругали за два основных недостатка. Во-первых, в ArchiCAD было непросто, а порой невозможно, реализовать сложные 3D модели, а во вторых, возможности фото-визуализации встроенными средствами программы оставляли желать лучшего. Но, с выходом последних версий программы ArchiCAD эта ситуация была исправлена. Мы получили в свое распоряжение мощный инструмент для моделирования сложных объектов — Морф. А с выходом 18-й версии в программу был встроен новый механизм для фото-визуализации CineRender, который значительно повысил возможности создания красивых изображений.
Это лишь основные возможности программы. Чтобы перечислить все ее возможности, не хватит целой книги, тем более, что программа находится в постоянном развитии. Именно поэтому автор создал сайт CADsolution.ru, который послужит интерактивной площадкой для раскрытия всех возможностей программы и передачи этих знаний коллегам.
Allplan 
Если говорить об объектах строительства, то в их единое информационное пространство должны быть включены такие элементы, как проектирование, технические и экономические вопросы эксплуатации, результаты периодического обследования состояния элементов конструкции и т.д. Объединение столь многообразных данных в единую логическую модель — сложная задача, которая требует специального программного обеспечения.
Такое программное обеспечение уже существует. Единое информационное пространство для объектов строительства, учитывающее в том числе и интересы эксплуатирующих организаций, может быть успешно построено на базе системы архитектурно-строительного проектирования Allplan (фирма Nemetschek, Германия), которую российские архитекторы и проектировщики все чаще выбирают в качестве своего основного рабочего инструмента.
Allplan — комплексная система проектирования для всех стадий реализуемого проекта — от эскиза до подготовки рабочей документации, объединяющая усилия всех участников работы. При этом могут использоваться проекты, разработанные с помощью таких популярных систем, как AutoCAD, ArchiCAD и MicroStation. Одним из достоинств системы Allplan является соответствие разрабатываемых с его помощью чертежей и спецификаций требованиям ГОСТ и СНиП.
Revit 
Autodesk Revit, или просто Revit — программный комплекс для автоматизированного проектирования, реализующий принцип информационного моделирования зданий (Building Information Modeling, BIM). Предназначен для архитекторов, конструкторов и инженеров-проектировщиков. Предоставляет возможности трехмерного моделирования элементов здания и плоского черчения элементов оформления, создания пользовательских объектов, организации совместной работы над проектом, начиная от концепции и заканчивая выпуском рабочих чертежей и спецификаций.
База данных Revit может содержать информацию о проекте на различных этапах жизненного цикла здания, от разработки концепции до строительства и снятия с эксплуатации.
Revit® - для создания согласованных, скоординированных и полных проектов зданий и выпуска сопутствующей документации на основе моделей.
В Revit доступны инструменты для проектирования архитектурных элементов и инженерных систем, проектирования, детализации и разработки строительных конструкций, а также строительства.
Специалисты любых направлений могут использовать возможности совместной работы для предоставления общего доступа и сохранения работы в один проект.
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
Система трехмерного моделирования машиностроительных изделий, которую разрабатывает Siemens PLM Software.
SolidEdge 
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).
Отечественная САПР T-FLEX
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 
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.
NX - флагманская система САПР
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.
САПР от компании Dassault Systemes
Отличительные особенности:
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.
BricsNet Architect
BricsNet Architecturals — интегрированная система архитектурно-строительного моделирования, позволяющая качественно и продуктивно заниматься архитектурой и дизайном на всех стадиях проектных работ: от проработки эскизных решений и макетирования до выпуска рабочей документации. Посредством плоскостного, поверхностного и твердотельного моделирования пользователь может создавать проекты любой степени сложности.
BricsNet Architecturals предоставляет возможность создания полного комплекта чертежей и позволяет эффективно руководить проектом, благодаря встроенной системе управления — Project Manager (PM). Все данные проекта расположены в единой директории. В PM пользователь выбирает нужный проект, создает или импортирует новый. Существует также и понятие эталонного (Template) проекта, который используется как исходная база данных.
PM содержит также сопутствующую информацию: данные о руководителе проекта, заказчике, разработчиках, а также переменные и установочные параметры.
Каждый простой элемент, которым оперирует пользователь, обладает персональными характеристиками: слой, материал, толщина, высота, контрольные поверхности и др. BricsNet Architecturals использует набор определяющих факторов для управления проектом в целом. Стили группируют вместе характеристики, прилагая их к форме. Все данные управляются в Стилях и секциях управления Проекта.
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.
САПР 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.
Системы автоматизированного проектирования (САПР)
Система автоматизированного проектирования (САПР) – система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования.
Структурными составляющими САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные части САПР, обеспечивающие выполнение некоторых законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.
Структура САПР:
- проектирование (CAD/CAE);
- подготовка производства (CAM);
- управление производственной информацией (PDM).
CAD-системы (computer-aided design – компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно именно они именуются системами автоматизированного проектирования – САПР). Как правило, в современные модули САПР входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т. д.)
CAE-системы (computer-aided engineering – поддержка инженерных расчетов) – 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.
CAM-системы (computer-aided machine – автоматизируют разработку технологии обработки изделия на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). На основании трехмерной модели и заданных технологических параметров обработки автоматически генерируются управляющие программы для того или иного оборудования с ЧПУ. Сформированная технология в дальнейшем может быть передана в систему ЧПУ станка и выполнена.
Управление производственной информацией осуществляется с помощью Систем управления производственной информацией (PDM), которые являются инструментальным средством, помогающим администраторам, конструкторам, инженерам, технологам и другим специалистам управлять как данными, так и процессами разработки изделия на современном производственном предприятии.
САПР обладают огромным количеством разнообразных функций и возможностей призванных освободить конструктора, проектировщика от выполнения рутинных операций, а процесс проектирования с использованием
CAD/CAM/CAE-систем, представляет собой переход на информационные компьютерные технологии, электронное описание изделия.
Универсальной САПР является AutoCAD. Этот программный продукт дает пользователю персонального компьютера возможности, ранее доступные только на больших и дорогих вычислительных системах.
Основное назначение AutoCAD – обработка геометрической информации, изготовление чертежей при конструировании и разработке технологических процессов. При разработке конструкторско-технологической документации выделяют два основных подхода:
- подход, базирующийся на двумерной геометрической модели и использовании компьютера как электронного кульмана; центральное место здесь занимает чертеж – традиционный процесс конструирования;
- подход, в основе которого лежит пространственная геометрическая модель (ПГМ) изделия, позволяющая получать реалистическое изображение трехмерных объектов; чертеж в этом подходе выполняет вспомогательную роль.
При первом подходе построение изображений, обмен информацией осуществляется на основе конструкторско-технологической и нормативно-справочной информации; при втором – на основе внутримашинного представления геометрических объектов (ГО), с помощью специальных графических приемов, когда создается иллюзия трехмерных объектов и общей базы данных.
Система AutoCAD располагает средствами создания моделей ГО, содержащих информацию о геометрии объекта. Под моделью ГО понимают совокупность сведений, однозначно определяющих ее форму. Различают двумерные модели графических изображений (ГИ), когда чертеж формируется двумерными (2D) плоскими графическими примитивами и трехмерные (3D) модели, когда изделие представляется в трех измерениях с использованием специальных графических приемов или трехмерных графических примитивов.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 1425; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!