Системы автоматизированного проектирования

Классы САПР

В зависимости от функциональных возможностей, набора модулей и структурной организации CAD/CAE/CAM системы можно условно разделить на три группы: легкие, средние и тяжелые системы (рис. 1.2).

Легкие системы. Это первый в сложившемся историческом развитии класс систем. К этой категории можно отнести такие системы, как AutoCAD, CAD-KEY, Personal Designer, ADEM, КОМПАС. Они, как правило, использу­ются на персональных компьютерах отдельными пользователями. Такие систе­мы предназначены в основном для качественного выполнения чертежей. Также они могут использоваться для двухмерного (2D) моделирования и трёхмерных построений.

Эти системы достигли в последнее время высокого уровня совершенства. Они просты в использовании, содержат множество библиотек стандартных элементов, поддерживают различные стандарты оформления графической до­кументации.

Системы среднего класса. Сравнительно недавно появившийся класс от­носительно недорогих трёхмерных CAD систем. К нему относятся системы AMD, Solid Edge, Solid Works и т.д. Их появление связано с увеличением мощ­ности персональных компьютеров и развитием операционной системы. С их помощью можно решать до 80 % типичных машиностроительных и конструкторских задач, в том числе и в строительстве, не при­влекая мощные и дорогие CAD/CAM системы тяжелого класса.

Большинство систем среднего класса основываются на трехмерном твер­дотельном моделировании.

Системы тяжелого класса. Такие системы предоставляют полный набор интегрированных средств проектирования, производства, анализа изделий. В эту категорию систем попадают CATIA, Unigraphics, Pro/ENGENEER, CADDS5, EUCLID, Cimatron, ABAQUS. Они используют мощные аппаратные средства, как правило, рабочие станции с операционной системой UNIX.

Системы тяжелого класса позволяют решать широкий спектр конструкторско-технологических задач. Кроме функций, доступных системам среднего класса, тяжелым CAD/CAM системы доступно:

проектирование деталей самого сложного типа, содержащих очень слож­ные поверхности;

выполнение построения поверхностей по результатам обмера реальной детали, выполнения сглаживания поверхностей и сложных сопряжений;

проектирование массивных сборок, требующих тщательной компоновки и содержащих элементы инфраструктуры (кабельные жгуты, трубопроводы);

работа со сложными сборками в режиме вариантного анализа для быстрого просмотра и оценки качества компоновки изделия.

 

Рис. 1.2. Классы CAD/CAM систем и объемы выполняемых функций

CAD/CAE/CAM системы и системы класса PDM позволяют организовать параллельное проектирование - коллективный режим работы над проектом, когда одновременно большое количество специалистов работает над различ­ными частями и стадиями проекта как в рамках проектной мастерской, так и в рамках виртуальной корпорации (с распределенными смежниками).

Структура САПР

Как и в любой сложной системе, в САПР можно выделить целый ряд подсистем. Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.

Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные операции. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделирования объектов, изготовления конструкторской документации, моделирования технологических процессов, создания и оптимизации календарных планов и сетевых графиков.

Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными, подсистемы разработки и сопровождения программного обеспечения CASE (Computer Aided Software Engineering), обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.

Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения САПР. Принято выделять семь видов обеспечения, они показаны на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Виды обеспечения САПР

Техническое (ТО):

средства программной обработки (процессор, память);

средства ввода-вывода, (дисководы, клавиатуры, мыши, дигитайзеры, принтеры, сканеры, монитор);

архив проектных решений (магнитооптические и лазерные устройства);

средства передачи данных между территориально разнесенными ЭВМ (локальные и корпоративные сети).

Математическое (МО), объединяющее:

математические методы;

математические модели анализа;

алгоритмы для выполнения проектирования.

Программное (ПО):

Общесистемное;

Базовое;

Прикладное.

Информационное (ИО),  включающее:

базы данных (БД);

системы управления базами данных (СУБД);

другие данные, используемые при проектировании; отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а БД вместе с СУБД носит название банка данных (БнД).

Лингвистическое (ЛО), выражаемое:

языками общения между проектировщиками и ЭВМ;

языками программирования;

языками обмена данными между техническими средствами САПР.

Методическое (МетО), включающее:

различные методики проектирования (постановка задачи и схемы решения);

правила отбора средств автоматизированного проектирования (АП).

Организационное (ОО), представляемое:

штатными расписаниями;

должностными инструкциями;

другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.

Математическое, информационное, лингвистическое и методическое обеспечение закладывается непосредственно в систему АПР на этапе ее создания, поэтому обычный пользователь – инженер-проектировщик или инженер-технолог в явном виде с этим обеспечением не сталкивается. Все эти виды обеспечения согласовываются между собой предприятием разработчиком САПР и поставляются в виде готового решения пользователю.

Организационное обеспечение зависит от проектной организации. Цель этого обеспечения – определить каждому пользователю системы права доступа, должностные инструкции и область ответственности. Также в организационное обеспечение входит такая важная в наше время задача, как определение совместных прав доступа к проекту. Разработка проекта в сети позволяет значительно увеличить скорость разработки документации и уменьшить количество ошибок, допускаемых проектировщиками.

Наиболее часто и полно пользователь сталкивается с техническим и программным обеспечением САПР.

Техническое обеспечение САПР – это все те технические средства, которые могут использоваться при работе с САПР. В первую очередь к ним относятся компьютеры и периферийное оборудование. Для поддержания развитых, территориально разнесенных элементов САПР используется сетевое оборудование.

Основными устройствами ввода-вывода являются мониторы, клавиатуры, мыши, дигитайзеры, принтеры, сканеры, графические планшеты.

Применение телекоммуникационных технологий в САПР необходимо, прежде всего, для построения распределенных систем. Это может быть осуществлено с помощью локальных сетей (в пределах одного здания или комплекса зданий) или глобальных сетей (различные части систему расположены в разных частях района, страны, мира), например, internet. Построение и наладка сетей должно находиться в руках компетентных специалистов – сетевиков.

Обеспечение техники безопасности при работе с техническими средствами САПР Факторы, действующие на человека при работе с ЭВМ

НОРМАТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТОВ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ САПР

Использование системы «КОМПАС» в технологическом проектировании Несмотря на то, что КОМПлекс Автоматизированных Систем («КОМПАС») предназначен для автоматизации чертежных работ и для составления спецификаций, он может также применяться и для автоматизации технологического проектирования. Тем более, что здесь также нужна чертежная документация. Одним из вариантов автоматизации работы инженера-технолога является работа с библиотеками, входящими в «КОМПАС». Однако не все фрагменты, необходимые для работы, уже существуют в виде библиотек. Поэтому если их нет, их естественно будет нужно создать, и только потом можно будет их использовать.

Использование библиотек при технологическом проектировании Когда библиотека создана и готова к использованию, ее необходимо подключить и сделать активной (как это сделать было сказано ранее) и произвести вставку нужных фрагментов в наш чертеж

Система «ГЕКТОР АРМ ППР» была разработана и поддерживается московской компанией «научно-технический центр «Гектор». Программа позволяет в автоматизировать решение задач ППР. Программа состоит из нескольких модулей, каждый из которых позволяет решать свою узкую специализированную технологическую задачу. Программа реализована как надстройка для системы AutoCAD, и доступ ко всем решателям задач организован прямо из меню AutoCAD

Работа с модулем выбора и привязки кранов Данный модуль программы позволяет решить такую важную задачу, как подбор или проверку крана для конкретных условий производства работ. Программа позволяет вычертить краны в различных видах и привязать их к объектам на чертеже. Для наглядности краны могут быть вычерчены с различным положением ходовой части и кранового оборудования. Немаловажной является возможность программы вычерчивания графиков грузоподъемности и вылетов крюка.

Работа с модулем проектирования складирования конструкций Одной из задач, с которой приходится сталкиваться на строительной площадке и при проектировании строительного генерального плана, является складирование конструкций. Данная задача может быть успешно решена при помощи модуля программы, предназначенного для расчета складов и вычерчивания схем складирования строительных материалов. В модуле содержится база данных по складированию наиболее распространенных строительных материалов.

Работа с модулем проектирования  бытового городка Модуль проектирования бутового городка позволяет рассчитать потребность во временных административных и бытовых зданиях, распечатать полученный список этих зданий, разместить выбранные здания на строительном генеральном плане. При этом набор зданий может происходить как из встроенной базы данных, так и из базы данных пользователя. Кроме того, модуль позволяет просматривать схемы и описания инвентарных зданий, представленных в собственной базе данных.

3D-моделирование