Рубежный контроль 3. классы сапр тяжелые, средние и легкие сапр
 Скачать 2.43 Mb.
|
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 3 по дисциплине «Проектирование в CAD системах» на тему «классы САПР: тяжелые, средние и легкие САПР»
Москва 2022 Введение Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д. Англоязычный вариант названия – CAD, то есть Computer Aided Design. Изначально разработчики добивались плотного взаимодействия человеческих ресурсов и возможностей электронно-вычислительных машин. Путь достижения этой цели короток – существование платформ не длится и полвека. Условно весь период развития можно разбить на три части: 1970-е годы. В это время появилась уверенность, что проектирование теоретически подвергается компьютеризации. Сфера деятельности машины была невелика, в основном упор делался на возможности автоматического черчения. Такие программы получили название САЧ. 1980-е годы ознаменовались появлением микрокомпьютеров, поэтому все силы уходили на создание систем для них. Также этот период положил начало объемному 3D-моделированию с возможностью передачи данных. 1990-е годы окончили формирование базовых понятий САПРа и устранения ошибок и погрешностей. В частности, было убрано препятствие при передаче файла в одном формате на другую компьютерную систему. Когда производители пришли к единому образцу, применение платформы стало доступнее и популярнее. С тех пор создатели только совершенствуют модели, укомплектовывают новыми функциями и облегчают работу с ними. Основная цель разработки платформы – это повышение эффективности труда инженеров с помощью обеспечения взаимодействия с электронно-вычислительными машинами. Оно достигается следующими факторами: облегчается процесс конструирования для сотрудников всех отраслей; уменьшаются сроки завершения проектов в целом; сокращается начальная стоимость работы проектирования за счет устранения издержек и оплаты многочасового труда работников; улучшается качество готового продукта и каждого отдельного этапа; практически убирается статья расходов на тестирование изделий и устранение погрешностей. Такой результат достигается за счет ряда достоинств автоматизации: обширная и доступная информационная база, заложенная в структуре программы; автоматический сбор и классификация всех сопутствующих документов; возможность системы параллельного конструирования и, соответственно, предоставления объема работ на текущий момент моделирования; заложенная в программе библиотека готовых решений; режим проверки и испытаний готового продукта путем математического моделирования; подбор и предложение максимально выгодных методов моделирования при минимизации расходов; Можно разделять все виды программ согласно следующим критериям: по отраслевому назначению; по цели использования; по масштабам; по форме основной подсистемы 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 — 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.  Рис.1 Среда AutoCAD 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. 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. 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. 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.  Рис.2 Среда 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).  Рис.3 Среда Компас-3D 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).  Рис.4 Среда 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.  Рис.5 Среда PTC Creo 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.  Рис.6 Среда NX 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.  Рис.7 Среда CATIA 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. 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.  Рис.8 Среда Fusion 360 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.  Рис.8 Среда 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. |
