О САПРе

Системы автоматизированного проектирования (САПР)

Система автоматизированного проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей.

САПР Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» — он включает в себя CAD, CAM, CAE и PDM.

Таким образом можно сказать что САПР = CAD / CAM / CAE / PDM

CAD – computer Aided Design (САПР). Общий термин для обозначения всех аспектов проектирования с использованием средств вычислительной техники. Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия. (Твердотельные,3D). А также генерацию чертежных изделий и их сопровождений. Следует отличать что этот термин САПР по отношению промышленным системам имеет более широкое толкование чем CAD. Он включает в себя как CAD так и CAM и CAE.
CAM – Computer Aided Manufacturing. Общий термин для обозначения системы автоматизированной подготовки производства, общий термин для обозначения ПС подготовки информации для станков с ЧПУ. Традиционно исходными данными для таких систем были геометрические модели деталей, полученных из систем CAD.
CAE – Computer Aided Engineering. Система автоматического анализа проекта. Общий термин для обозначения информационного обеспечения условий автоматизированного анализа проекта, имеет целью обнаружение ошибок(прочностные расчеты) или оптимизация производственных возможностей.
PDM – Product Data Management. Система управления производственной информацией. Инструментальное средство, которое помогает администраторам, инженерам, конструкторам и так далее управлять как данными так и процессами разработки изделия на современных производственных предприятиях или группе смежных предприятий.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) призванны расширить автоматизацию проектно-конструкторских и научно-исследовательских работ с применением электронно-вычислительной техники и обеспечить этим решение актуальнейшей проблемы отечественного машиностроения - резкое сокращение сроков подготовки производства, повышение его качества, мобильности и гибкости.

Современные системы автоматизированного проектирования обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчётов и анализа CAE (Computer-aided engineering). Данные из CAD-систем передаются в CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)).

Компоненты САПР

Современная САПР представляет собой сложную программно-информационно-аппаратурную человеко-машинную систему, построенную по иерархическому принципу, так что каждый уровень иерархии отражает определенный уровень проектирования — структурный, функциональный и т.п.

Выделяют следующие виды обеспечения:
1. Техническое — устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных;
2. Математическое — математические модели, методики и способы их получения;
3. Программное - делится на:
- системное;
- прикладное;
- Системы 3D моделирования;
- Системы инженерного анализа;
- Системы 2D;
- Системы эргономического анализа;
- Простые приложения.
4. Программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР);
5. Информационное — информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД);
6. Лингвистическое - это совокупность языков для записи;
7. Организационное - это совокупность положений, устанавливающих состав и функции, формы;
8. Методическое обеспечение – совокупность документов в которых отражены, состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования. Этапы технологического проектирования;

Разработка САПР занимает десятки и сотни человеко-лет труда высококвалифицированных специалистов, поэтому САПР должна в максимальной степени удовлетворять требованию моральной долговечности. В связи с этим САПР строится по агрегатному принципу.

Агрегатный принцип построения позволяет создать на основе базового варианта •САПР любую необходимую пользователю конфигурацию путем объединения соответствующих программных и технических модулей.

Классификация пользователей САПР.
- Специалистов, работающих с САПР, называют пользователями САПР.
- Пользователи-разработчики САПР.
- Пользователи-сопроводители САПР - поддерживают САПР в рабочем состоянии (пополнение библиотек САПР необходимой информацией, модификация САПР в рамках запланированных возможностей, учет и диагностика ошибок, выявляемых & процессе эксплуатации САПР). Пользователи-сопроводители должны в совершенстве знать алгоритмы и программы, содержащиеся в эксплуатируемой САПР. Разумеется, необходимо всемерно стремиться к повышению квалификации этой группы пользователей, так как от этого зависит общая культура проектирования с помощью САПР, а следовательно, и его эффективность.

Области применения САПР

Традиционные области применения САПР
- Машиностроение – для этой отрасли ЭВМ используется для решения 2х задач – изготовление чертежей, проведение вычислений
- Автомобилестроение
- Авиастроение:
В связи со сложностью, чисто используются несколько систем для:
- конструирования обводов фюзеляжа
- конструирования деталей и создания программ для станков
- изготовления чертежей
- моделирования процессов
Благодаря применению фрезерных станков с ЧПУ стало возможным изготовление деталей легких и прочных. Получить это из традиционного конструирования на базе листовых заготовок невозможно.
- Судостроение:
1. Эскизное проектирование (описание корпуса)
- оценки технических и экономических данных
- приближенное описание корпуса
- гидростатические и гидродинамические расчеты
2. Проектирование, параметризация корпуса
- Определение размеров
- Принятие конструктивных решений
- Сборочные и монтажные чертежи
- Окончательное определение формы корпуса
3. Деталировка
- Конструирование деталей и технологическая подготовка.
- Кестинг – минимум отходов раскроя
- Рабочие чертежи, информация для машин с ЧПУ, ведомость материалов и т.п.
- Электротехника: Особое положение занимают изделия п/п и электронной техники. Здесь разрабатываются разнообразные простые системы, которые охватывают весь производственный процесс. Группам изделий, где проявляется нехватка отн. Приборы и уст. энергетики, приборы обр. инфы обр. связи, пром. и вспом. электроника, ширпотреб. САПР, которая осуществляет автоматический или полуавтоматический контроль электрической схемы. Особо эффективны эти системы, если проводить периодич. и непр. одни и те же операции, например, включить исполнение логических символов, и т.п., системы конструирования печатных плат, логических схем, моделирование электрических схем, проектирование структурных интегр. схем, расчет параметров интегр. схем и монтажных плат.
- Строительство:
- Архитектура
- Проектирование рабочей документации
- Планировка внутренних площадей
- Планировка коммуникаций
Применение САПР облегчает труд архитектора, помогая ему осуществить выборку всех промежуточных результатов. В принятии решения ему помогает наглядное представление результатов, быстрое проигрывание альтернатив. Благодаря 3D можно получить различные виды, определив плоскость сечения. 3D описание является предпосылкой для изображения внутренних помещений при рассмотрении его из разных точек.
При строительстве инт. сооружений возникает необходимость вычислений. Применение расчетного прогнозирования позволяет сократить расход конструкционной стали примерно на 35%. Для планировки сантехнического, отопительного и другого оборудования применяются как 2D так и 3D САПР.
Общий план, монтаж электротехнического оборудования, монтаж вентиляционного оборудования, текстовая информация.

Выбор САПР

Правильный выбор САПР — надежное условие эффективного проектирования. Критерии выбора:
- Распространенность САПР
- Цена САПР, её сопровождения и модификации
- Широта охвата задач проектирования
- Удобство работы САПР и её «дружественность»
- Наличие широкой библиотечной поддержки стандартных решений
- Возможность и простота стыковки с другими САПР
- Возможность коллективной работы