В этой статье попытаемся разобраться с тем, что такое система автоматизированного проектирования, а также c их различными видами.
Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и компьютера, называют автоматизированным проектированием. И ведется оно при помощи САПР, систем автоматизированного проектирования.
ГОСТ 23501.101-87 «Системы автоматизированного проектирования. Основные положения» дает наиболее обширное определение САПР.
САПР (Система автоматизированного проектирования) – организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП).
Однако чаще всего под САПР подразумевают только комплекс программных средств автоматизации проектирования, то есть само прикладное программное обеспечение, на котором реализуется проектирование. Для наших задач мы тоже воспользуемся этим более узким понятием.
Классификацию САПР дает ГОСТ 23501.108-85 «Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначение». Согласно ему первый классификационный признак различает САПР по типу объекта проектирования:
- САПР изделий машиностроения;
- САПР изделий приборостроения;
- САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении;
- САПР объектов строительства;
- САПР технологических процессов в строительстве;
- САПР программных изделий;
- САПР организационных систем;
- Прочие.
В зарубежных источниках делят САПР по целевому назначению. Различают CAD (Computer aided design), CAE (Computer aided engineering) и CAM (Computer aided manufacturing) системы.
CAD-системы объединяют в себе инструментарий конструирования различных деталей, подготовки чертежей, спецификаций и сопутствующей документации (см. рис. 1). Большинство современных программ обладают функциями создания 3D-моделей, используемых далее в CAE и CAM-системах.
CAE-системы обладают обширными средствами поддержки математического анализа. С помощью них моделируют и прогнозируют процессы в области теплотехники, гидравлики, механики; выполняют сложные расчеты с использованием расширенного математического аппарата. CAE-системы позволяют оценить работоспособность проектируемого изделия до его производства (см. рис. 2).
CAM-системы позволяют выполнять технологическую поддержку производства изделия. Примером может служить генерация управляющей программы для станков и обрабатывающих центров с числовым программным управлением (ЧПУ) (см. рис. 3).
По комплексности автоматизированного проектирования САПР делят на легкие, средние и тяжелые.
К легким САПР относят CAD системы для двухмерного черчения или с возможностью моделировать отдельные 3D-модели. Примером может послужить AutoCAD от компании Autodesk, одного из мировых лидеров по производству инженерного программного обеспечения. Отечественным аналогом является nanoCAD от Нанософт
Средние САПР позволяют решать широкий спектр задач проектирования: создавать сборочные единицы, выполнять расчеты, моделировать системы и др. Яркими примерами могут послужить Autodesk Inventor, SolidWorks от Dassault Systems, Solid Edge от Siemens, отечественный Компас-3D от Аскон.
Тяжелые САПР позволяют решать задачи проектирования сложных и очень сложных технических объектов с количеством деталей или элементов порядка нескольких тысяч. Они, как правило, включают в себя CAD,CAE и CAM модули и поддерживают одновременную работу большого количества проектировщиков. Примеры – комплекс NX от Siemens, CATIA от Dassault Systems, а также PTC Creo.
На этом мы заканчиваем краткий обзор систем автоматизированного проектирования. Помните, что это один из главных инструментов инженера. И для разработки графической части проектов вам потребуется изучить функционал как минимум одной CAD-системы, а в идеале сравнить несколько. Многие разработчики бесплатно предоставляют учебные версии своих продуктов.