Система автоматизированного проектирования

Система автоматизированного проектирования одежды

Всего лишь сотню лет назад умение вычерчивать контуры деталей одежды было окутано ореолом таинственности и являлось предметом гордости. Это умение тщательно оберегали от посторонних глаз и передавали по наследству от отца к сыну.

Время изменило отношение к ремеслу портного. Изготовление одежды превратилось в индустриальное производство, а профессия конструктора стала доступной и понятной. Открыты специальные учебные заведения, где изучают науку конструирования одежды, создано немало руководств по технике кроя. Однако профессия конструктора и в настоящее время несет в себе черты загадочности. Это ли не загадка, когда из плоских деталей, странных очертаний, получают удивительные по красоте модели одежды; то с четкими до безукоризненности отточенными формами, то плавно струящиеся, с постоянно меняющимся силуэтом в такт движений фигуры.

Не случайно говорят, что конструирование — это искусство, обрамленное в рамки строгих расчетов. Если раньше искусством кроя овладевали с сантиметровой лентой в руках, то теперь первым инструментом для решения конструкторских задач стал компьютер. Компьютерные технологии появились в швейном производстве не многим более двадцати лет назад.

Первые швейные САПР решали чисто технические задачи по выполнению однотипных, повторяющихся операций, например, равномерное увеличение или уменьшение детали при переходе от одного размерного варианта к другому. У швейников эту процедуру называют градацией лекал. Потом появились САПР, способные выбирать решения из ряда альтернативных. Такой был швейный САПР — «Раскладка», выполняющая рациональное размещение деталей на ткани. Эти системы умели манипулировать с объектами, ранее созданными человеком в результате его творческой деятельности.

Конструкторские САПР (Система автоматизированного проектирования одежды) требовали иного подхода. Программа конструирования одежды должна была создавать объекты из ничего (с нуля), а сам процесс проектирования — формироваться на условиях творческого подхода.

В настоящее время на рынке программных продуктов представлено большое количество систем автоматизированного проектирования одежды, как зарубежного, так и отечественного производства.

Опыт использования таких систем в Ивановской государственной текстильной академии позволяет представить одну из них, заслуженно пользующуюся наибольшей популярностью.

Система автоматизированного проектирования одежды «Грация» разработана специалистами фирмы «Инфоком» (г.Харьков) и не ограничена рамками задач, заложенных разработчиками при ее создании. Создавая новую модельную конструкцию одежды, проектировщик часто преодолевает неординарные ситуации, предлагает новые формы и технологические решения модели

Важно, чтобы система была способна к развитию, «самообучению». САПР «Грация» вполне отвечает этому требованию

Очень удобна технология разработки конструкции. Проектировщик дает команды о видах расчетов и графических действиях для построения конструкции. Все команды строчка за строчкой записываются в виде алгоритма построения. Экран монитора разбит на две части. На правой части экрана записывается текст алгоритма, на левой — последовательно строится чертеж конструкции, По мере последовательной записи алгоритма развивается и наращивается чертеж.

Осознание

• DWT-шаблон – обычный *.dwg-файл, в котором настроены единицы чертежа (метры/миллиметры), типы и толщины линий, текстовые, размерные и табличные стили, стили мультивыносок, некий предустановленный набор слоев и их комбинаций, настроенные типовые системные переменные (отображение прокси-объектов, высота текста по умолчанию, отображение штриховок и т.д.);
• папка с SHX-шрифтами – специализированные шрифты, заточенные на применение в *.dwg-чертежах, где контролируются толщина линий и вывод на печатающие устройства;
• папки с PAT-штриховками – специализированные штриховки, заточенные на применение в *.dwg-чертежах;
• папка с типовыми блоками, то есть с типовыми фрагментами чертежей, которые используются из проекта в проект. Например, форматки листов со штампами, типовые условные графические обозначения и т.д.

Рис. 1. Пример проверки *.dwg-файла по DWS-стандарту в nanoCAD 20

Обзор программного обеспечения САПР

Начиная примерно с середины 1960-х годов, с появлением IBM Drafting System, системы автоматизированного проектирования стали предоставлять больше возможностей, чем просто возможность воспроизводить черчение вручную с электронным черчением, рентабельность перехода компаний на САПР стала очевидной. Преимущества систем САПР по сравнению с ручным черчением — это возможности, которые сегодня часто воспринимаются как должное для компьютерных систем; автоматическое создание ведомостей материалов , автоматическая компоновка в интегральных схемах , проверка помех и многое другое. В конце концов, САПР предоставил проектировщику возможность выполнять инженерные расчеты. Во время этого перехода расчеты по-прежнему выполнялись либо вручную, либо теми людьми, которые могли запускать компьютерные программы. CAD был революционным изменением в машиностроительной отрасли, где чертежники, дизайнеры и инженеры начали сливаться. Это не привело к упразднению отделов, а скорее к объединению отделов и предоставлению полномочий чертежникам, дизайнерам и инженерам. САПР — это пример всепроникающего влияния компьютеров на отрасль. Текущие пакеты программного обеспечения для автоматизированного проектирования варьируются от систем 2D- векторного черчения до средств трехмерного твердотельного и поверхностного моделирования. Современные пакеты САПР также часто позволяют вращение в трех измерениях, позволяя рассматривать проектируемый объект под любым желаемым углом, даже если смотреть изнутри наружу. Некоторое программное обеспечение САПР поддерживает динамическое математическое моделирование.

Технология CAD используется при проектировании инструментов и оборудования, а также при проектировании и проектировании всех типов зданий, от небольших жилых домов (домов) до крупнейших коммерческих и промышленных сооружений (больниц и заводов).

САПР в основном используется для детального проектирования 3D-моделей или 2D-чертежей физических компонентов, но он также используется на протяжении всего процесса проектирования, от концептуального проектирования и компоновки продуктов, через прочностный и динамический анализ сборок до определения методов производства компонентов. Его также можно использовать для проектирования таких объектов, как ювелирные изделия, мебель, бытовая техника и т. Д. Кроме того, многие приложения САПР теперь предлагают расширенные возможности рендеринга и анимации, чтобы инженеры могли лучше визуализировать дизайн своих продуктов. 4D BIM — это тип виртуального моделирования строительства, включающий информацию о времени или графике для управления проектом.

САПР стало особенно важной технологией в рамках компьютерных технологий , с такими преимуществами, как более низкие затраты на разработку продукта и значительно сокращенный. САПР позволяет дизайнерам макетировать и разрабатывать работу на экране, распечатывать и сохранять для будущего редактирования, экономя время на своих чертежах.

Разновидности САПР

Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков, например по приложению, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач), характеру базовой подсистемы — ядра САПР.

По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:

• САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или системами MCAD (Mechanical CAD);
• САПР для радиоэлектроники: системы ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation);
• САПР в области архитектуры и строительства.

Кроме того, известно большое число специализированных САПР, или выделяемых в указанных группах, или представляющих самостоятельную ветвь классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС); САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т. п.

По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты (страты) проектирования. Так, в составе MCAD появляются рассмотренные выше CAE/CAD/CAM-системы.

По масштабам различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР, например: комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ) или комплекс анализа электронных схем; системы ПМК; системы с уникальными архитектурами не только программного (software), но и технического (hardware) обеспечений.

По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР:

1. САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т. е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. К этой группе систем относится большинство САПР в области машиностроения, построенных на базе графических ядер.

В настоящее время широко используют унифицированные графические ядра, применяемые более чем в одной САПР (ядра Parasolid фирмы EDS Urographies и ACIS фирмы Intergraph).

2. САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложениях, например при проектировании бизнес-планов, но они имеются также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.

3. САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые ПМК, например имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по МКЭ, синтеза и анализа систем автоматического управления и т. п. Часто такие САПР относятся к системам САЕ. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD.

4. Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных САПР являются CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении или САПР БИС. Так, САПР БИС включает в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные системные среды.

Классификация САПР

Принятое в отечественной инженерной практике понятие САПР носит общий характер. Оно включает в себя все возможности программного проектирования. Однако удобнее пользоваться англоязычными версиями, описывающими виды и технологии выполняемых работ более детально. Наиболее популярные термины означают:

1. CAD системы — означает компьютерную поддержку проектирования (сomputer-aided design). Программы с пакетом модулей для создания трехмерных объектов с детализацией их особенностей и возможностью получения полного комплекта конструкторско-проектной документации.
2. CAM системы — переводится как компьютерная поддержка производства (computer-aided manufacturing). Прикладные программы для реализации проектов. С их помощью прописывают алгоритм работы станков с ЧПУ. В качестве основы используется трехмерная модель, сделанная по стандартам CAD.
3. CAE системы — класс продуктов для компьютерной поддержки расчетов и инженерного анализа (computer-aided engineering). Появление возможности создавать твердотельную модель требовала детального ее описания, прогнозирование эксплуатационных нагрузок, включая воздействие температуры, сопротивления среды.

Автоматизированная система проектирования в процессе эволюции разделилась на отдельные направления, в рамках которых решались узкоспециализированные задачи. Расширялся и арсенал инструментов для достижения цели. Можно на каждом этапе производства выбрать систему, наиболее подходящую в конкретном случае. Технология создания модели 3d в САПР значительно ускорило запуск новых изделий, которые проектируется с заданными характеристиками. Твердотельный прообраз проверяется и испытывается с достаточной точностью виртуально, минимизируя расходы на реальном тестировании.

Методы электронного проектирования проникают в отдельные сферы деятельности, учитывая характер производства. Подчиняясь общим правилам и нормам создаются новые направления развития. Так в 2012 госкорпорация «Росатом» перешла на Единую отраслевую систему документооборота (ЕОСДО). Программа позволила систематизировать проектную документацию. Проще стал доступ к электронному архиву. В результате повысилась производительность труда, сохранность информации, надежность ее защиты.

Программы КАД в медицине

Отдельным семейством платформ являются CAD/CAM системы, ориентированные на анализ здоровья человека. Без них невозможно обойтись при создании искусственного органа или заполнения форм бланков регистрации пациента. Принцип работы такого софта следующий:

• Создание трехмерной модели в электронном виде.
• Проверка ошибок и общий анализ объекта.
• Изготовление протеза на фрезерном блоке.

Стоматологи пользуются программой чаще и продуктивнее. Неудовлетворительное состояние зубов может привести к инфекционным заболеваниям полости рта или всего организма, поэтому необходимо как можно скорее воздействовать на источник проблемы. Быстрая работа автоматизированного оборудования позволяет сократить сроки обслуживания клиента. Экономия времени больного является частью заботы о нем со стороны медицинского учреждения. Иногда результаты анализов и слепки появляются в день обращения в поликлинику, то есть он сразу идет с ними к своему врачу и проблема решается в течение нескольких часов.

Преимущества использования дантистами CAD следующие:

• Быстрое и безошибочное создание слепка. Поскольку работа механизирована, исключается человеческий фактор и ошибки по невнимательности персонала.
• Сохранение каркаса в базе данных в электронном виде. Функция позволяет в дальнейшем создать отчет по объекту.
• Возможность внесения доктором корректировок. При необходимости, зубной врач может поправить деталь слепка по желанию клиента. Например, если делается каркас для создания брекетов, а у пациента есть дополнительные пожелания.

Разработаны специальные станки, оборудованные числовым программным управлением, что реализует возможность создания слепков и коронок за считанные минуты. ЧПУ получает информацию от КАД и отливает объект по чертежу с учетом всех внесенных правок. Благодаря CAD была усовершенствован принцип создания коронок. Макет может быть изготовлен из оксида циркония. Этот материал не вызывает аллергических реакций и отличается высокой биосовместимостью. Импланты выглядят более естественными, ведь специалист может выбрать подходящий оттенок. Цвет будет учитываться при покрытии искусственного зуба керамической массой. Софт может предложить использование других материалов, например, хром, пластмассу, воск, титан. С медицинской и практической точек зрения наиболее подходящим по всем параметрам является оксид циркония.

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.

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.

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.

Англоязычный эквивалент

С 1990 года в нашей стране англоязычный термин CAD нормативно закреплен за определением «автоматизированное проектирование», хотя и не соответствует в полной мере российскому значению САПР. По сути, под понятием CAD понимается применение информационных технологий для поддержки процесса конструирования. Зарубежные CAM системы эквивалентны отечественным автоматизированным системам технологической подготовки производства.

Наиболее полное соответствие прослеживается между определениями САПР и CAE, поскольку включают в себе обе вышеперечисленные системы и представляя собой более широкое понятие.

Цели, возможности и применение

Разработки собственно САПР преследуют исключительно мирные цели, направленные на повышение эффективности труда работников технических отделов (инженеров, конструкторов, проектировщиков). Возможности для этого предоставляет сам человек, взаимодействующий с вычислительной электроникой, и эта связка способна решать поставленные задачи, на разных стадиях проектирования, с последующей подготовкой производства. Способствуют в достижении этого следующие сопутствующие факторы:

• многократно облегченный и упрощенный производственный процесс планирования;
• снижение конечных сроков готовых к реализации базовых проектов;
• улучшение показателей качества проектирования на каждом отдельно взятом этапе;
• сокращение статьи затрат на моделирование и тестирование ввиду отсутствия доработок;
• существенное сокращение затрат за счет отсутствия эксплуатации большого числа сотрудников.

Подобные преимущества, это результат достоинств и эффективности элементов автоматизированной системы. В частности:

• информационной базы данных, включенной в структуру программного обеспечения;
• функции автоматического сбора и классификации сопутствующей документации;
• системных возможностей для конструирования с одновременным моделированием;
• режима тестирования конечного проекта с функцией математических вычислений;
• функции сбора и классификации оптимального управления предприятием;
• архива с оптимальными решениями моделирования при минимизации затратной части;
• библиотек с примерами готовых решений, включенных в структуру программного обеспечения.

Как создать красивый календарь – лучшие программы и онлайн сервисы

Сапр швейных изделий

При создании конструкции изделия проектировщик дол жен предусмотреть и взаимо увязать в единый образ множество факторов: направление моды, особенности фигуры свойства материалов, технические особенности изготовления изделия и условия гармонизации названных компонент. В поисках решения проектировщику часто приходится воз вращаться на начальные этапы построения чертежа и вносит коррективы в ранее выполненные расчеты. САПР «Грация» как ни одна из современных сие тем наилучшим образом обеспечивает возможности поиска.

Проектировщик может вернуться на любой начальный этап алгоритма. По мере продвижения к началу алгоритма изображение чертежа постепенно исчезает с экрана в последовательности обратной его появлению, (словно чертеж вытирают ластиком). После внесения изменений в нужную строку алгоритма, можно снова запустить программу для проектирования одежды, и чертеж, ранее «вытертый», автоматически будет построен вновь, но уже в исправленном виде. Интересно, что соответствующие корректировки во все производные элементы чертежа система вносит автоматически без участия проектировщика. Например, проектировщик задумал увеличить ширину горловины спинки. Иногда система самостоятельно скорректирует на эту же величину и горловину полочки и детали подкладки. Такая технология позволяет отработать до безукоризненности все элементы конструкции.

По однажды отработанному алгоритму чертеж конструкции можно воспроизвести неограниченное число раз, и не только на ту фигуру, для которой была выполнена исходная разработка, но на любой другой размерный вариант.

Система автоматически, за несколько минут вычертит лежала деталей для всех типовых фигур, выдаст таблицу контрольных измерений изделий, выполнит раскладку деталей на ткани и определит расход материала на каждое изделие. При этом в каждом размерном варианте сохраняется взаимосогласованность элементов конструкции: проймы и оката рукава, воротника и горловины и т.д.

Система одинаково качественно и свободно работает с любыми видами швейных изделий: пальто, платья, брюки, юбки, сорочки, головные уборы, корсетные изделия и т.д.

Но главное достоинство САПР «Грация» заключается в ее открытости. По мере работы наращиваются технологические возможности системы, растет ее потенциал. Все достижения в области теории конструирования проектировщик самостоятельно, без участия программистов, может реализовать в системе, используя для этого простой и понятный специализированный язык.

Не многим более года назад САПР «Грация» была установлена в аудиториях Центра новых информационных технологий ИГТА, и с тех пор это структурное подразделение стало центральным звеном в подготовке инженеров конструкторов и дизайнеров одежды. Сюда приходят не только по графику учебных занятий, но главное, от непреодолимого желания самому создать что-то новое. Машинное время в компьютерных классах расписано с раннего утра и до позднего вечера. Пытливые студенты, магистранты и аспиранты не только в совершенстве овладели всеми тонкостями компьютерного проектирования, но под руководством опытных преподавателей кафедры Конструирования швейных изделий (КШИ) создали на базе САПР «Грация» новые программные продукты, официально зарегистрированные Российским агентством по патентам и товарным знакам. Так зарегистрированы программы построения абриса фигуры и эскиз модели на фигуре, автоматического оформления угловых участков лекал любой конфигурации, автоматического построения рукавов заданно формы с учетом свойств мате риалов.

Множество интересных идей находится в стадии разработки. Например, разрабатывается программа коррекции конструкции изделия с учетом осанки фигуры, которая позволит получать безукоризненную посадку изделия для фигур сутуловатых и перегибистых, с низкими или разновысоким плечами. В стадии завершения находится программа оптимизации конструктивных линий, обеспечивающая гармонизацию эстетических и технологических аспектов конструкции изделия, позволяющая свеет к минимуму процесс поиск идеального художественного образа. В целом Сапр в швейной промышленности «Грация» способна решать любые задачи, которые ставит перед собой конструктор в сложном и интересном процессе проектирования одежды. Кафедра КШИ ИГТА готова на сотрудничество в этой сфере с заинтересованными партнерами.

Разновидности САПР

Отраслевое назначение – не единственная классификация, в рамках которой многочисленные системы САПР делятся на отдельные виды. Большую роль играет деление по ГОСТ и назначению.

По ГОСТ

Классификация инженерных программ, согласно ГОСТ, включает разделение по признакам:

• тип и сложность проектируемого объекта – эта классификация рассмотрена выше;

• уровень автоматизации: низкий (до 25%), средний (от 25% до 50%), высокий (от 50%);

• комплексность автоматизации: одноэтапные, многоэтапные, комплексные;

• вид выпускаемых документов: на листе, на машинных или на фотоносителях;

• производительность выпуска документации: малая, средняя, высокая.

Также значение имеет число уровней технического обеспечения. По этому признаку решения классифицируются на одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые.

По назначению

Проектировочные работы включают многочисленные аспекты, за каждый из которых отвечает тот или иной тип программ согласно своему целевому назначению. Выделяют 4 разновидности:

• CAD. Предназначены непосредственно для моделирования двумерных или трехмерных проектов, а также для создания технологической и конструкторской документации. Категория включает подкатегории CADD и CAGD, инструменты в которых отвечают за создание чертежей и формирование геометрических моделей соответственно.

• CAE. Продукты для симулирования и исследования физических процессов, проведения конструкторских расчетов, динамического тестирования и оптимизации проектов. Отдельно выделяется подкатегория CAA, включающая ПО для компьютерного анализа.

• CAM. Применяются на этапе подготовки изделия к выпуску, используются для управления оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) или гибких автоматизированных производственных систем (ГАПС) для изготовления изделий.

• CAPP. Категория средств, которые объединяют в себе возможности уже рассмотренных выше CAD и CAM. Используются для планирования технологических процессов.

Стоит заметить, что многие САПР являются комбинацией двух или более перечисленных выше аспектов. Наиболее часто встречаются сочетания CAD/CAM, CAD/CAE/CAM и CAD/CAE. Именно совместное использование программ обеспечивает эффективную разработку и производство.

Классификация

По ГОСТ

ГОСТ 23501.108-85 устанавливает следующие признаки классификации САПР:

• тип/разновидность и сложность объекта проектирования
• уровень и комплексность автоматизации проектирования
• характер и количество выпускаемых документов
• количество уровней в структуре технического обеспечения

Классификация с использованием английских терминов

В области классификации САПР используется ряд устоявшихся англоязычных терминов, применяемых для классификации программных приложений и средств автоматизации САПР по отраслевому и целевому назначению.

По отраслевому назначению

• MCAD (англ. mechanical computer-aided design) — автоматизированное проектирование механических устройств. Это машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, КОМПАС, CATIA, T-FLEX CAD);
• EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design) — САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных схем, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD);
• AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design) — САПР в области архитектуры и строительства. Используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, AutoCAD Revit Architecture Suite, Bentley MicroStation, Bentley AECOsim Building Designer, Piranesi, ArchiCAD, Renga).

По целевому назначению

По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, которые обеспечивают различные аспекты проектирования.

• CAD (англ. computer-aided design/drafting) — средства автоматизированного проектирования, в контексте указанной классификации термин обозначает средства САПР, предназначенные для автоматизации двумерного и/или трехмерного геометрического проектирования, создания конструкторской и/или технологической документации, и САПР общего назначения.
  • CADD (англ. computer-aided design and drafting) — проектирование и создание чертежей.
  • CAGD (англ. computer-aided geometric design) — геометрическое моделирование.
• CAE

  CAA (англ. computer-aided analysis) — подкласс средств CAE, используемых для компьютерного анализа.

  (англ. computer-aided engineering) — средства автоматизации инженерных расчётов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляют динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий.

• CAM (англ. computer-aided manufacturing) — средства технологической подготовки производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и управления оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем). Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства.
• CAPP (англ. computer-aided process planning) — средства автоматизации планирования технологических процессов, применяемые на стыке систем CAD и CAM.

Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе решение задач, относящихся к различным аспектам проектирования CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют комплексными, или интегрированными.

С помощью CAD-средств создаётся геометрическая модель изделия, которая используется в качестве входных данных в системах CAM и на основе которой в системах CAE формируется требуемая для инженерного анализа модель исследуемого процесса.

Достоинства систем автоматизированного проектирования

Использование САПР в первую очередь значительно упрощает труд инженера-проектировщика. Если раньше специалисты разрабатывали чертежи и документацию от руки, сегодня это выполняется в автоматизированном режиме. Другие преимущества:

• ускорение процесса проектирования и конструирования деталей в 1,5-2 раза;

• уменьшение затрат на изготовление изделий вплоть до 20%;

• удешевление процесса разработки и расходов на эксплуатацию;

• меньшие расходы на формирование моделей и проведение тестов;

• значительный рост качества и технического уровня результатов работы.

В совокупности перечисленные преимущества делают предприятие более конкурентоспособным за счет увеличения качества выпускаемой продукции вместе с уменьшением себестоимости.

Пример работы САПР программы SolidWorks

Табл. 3. Результаты обмена данными чертежей между системами

1. Результат взаимного обмена в КОМПАС в форматах DWG, DXF.
2. Результат взаимного обмена в КОМПАС в формате IGES.
3. Результат экспорта из КОМПАС V11 в форматах DWG, DXF в КОМПАС V11 LT.
4. Результат экспорта из Inventor и SolidWorks в КОМПАС в формате DWG.
5. Результат экспорта из SolidWorks в Inventor в формате DWG.
6. Результат экспорта из Inventor в SolidWorks и AutoCAD в формате DWG.
7. Результат экспорта из КОМПАС в Inventor в формате DWG.
8. Для лучшего понимания информации в табл. 1-3 приведена расшифровка основных форматов файлов.

Техническое обеспечение САПР

С точки зрения системной модели САПР, техническое обеспечение представляет собой самый нижний уровень, в который “погружается” и реализуется операционно-программное и другие виды обеспечений САПР.

Задача проектирования технического обеспечения, таким образом, может быть сформулирована как задача оптимального выбора состава технических средств САПР. Исходной информацией при этом являются результаты анализа задач внутреннего проектирования и ресурсные требования к техническим средствам в виде критериев и ограничений.

Основные требования к техническим средствам САПР состоят в следующем:

• эффективность;
• универсальность;
• совместимость;
• надежность.

Технические средства (ТС) в САПР решают задачи:

• ввода исходных данных описания объекта проектирования;
• отображения введенной информации с целью ее контроля и редактирования;
• преобразования информации (изменения формы и структуры представления данных, перекодировки и др.);
• хранения информации;
• отображения итоговых и промежуточных результатов решения;
• оперативного общения проектировщика с системой в процессе решения задач.

Для решения этих задач ТС должны содержать:

• процессоры,
• оперативную память,
• внешние запоминающие устройства,
• устройства ввода- вывода информации,
• технические средства машинной графики,
• устройства оперативного общения человека с ЭВМ,
• устройства, обеспечивающие связь ЭВМ с удаленными терминалами и другими машинами.

При необходимости создания непосредственной связи САПР с производственным оборудованием в состав ТС должны быть включены устройства, преобразующие результаты проектирования в сигналы управления станками.

ТС САПР могут одно- и многоуровневыми.

ТС, в состав которых входит одна ЭВМ, оснащенная широким набором периферийного оборудования, носят название одноуровневых. Они широко применяются при проектировании изделий общепромышленного применения с установившейся конструкцией, имеющих узкоспециализированные математические модели и фиксированную последовательность этапов проектно- технологических работ.

Развитие САПР предполагает расширение набора терминальных устройств, представление каждому проектировщику возможности взаимодействия с ЭВМ, обработку технической информации непосредственно на рабочих местах. С этой целью терминальные устройства снабжаются мини — и микроЭВМ, имеющими специальное математическое обеспечение интеллектуальные терминалы. Они соединяются с ЭВМ высокой производительностью с помощью специальных или обычных телефонных каналов.

Для использования информации отдельных ЭВМ распределенных на относительно большой территории особый эффект дает применение вычислительных сетей.

Что в итоге?

Рис. 4. В nanoCAD Plus с модулем «Корпоративное управление» настройки «Стандарта предприятия на разработку, ведение и оформление *.dwg» приходят на рабочие места пользователей автоматическиПодводя итоги, перечислим по пунктам практическую пользу от внедрения модуля:

• простота применения для пользователя: достаточно запустить nanoCAD 20, и все настройки произойдут автоматически;
• динамика внесения изменений в СТП: САПР-менеджер произвел изменения, опубликовал их – и настройки тут же появились у пользователя;
• управление с одного рабочего места: все настройки собраны в одной точке;
• вариативность настроек для пользователя: предусмотрена работа в нескольких группах, есть возможность пополнить СП собственными настройками;
• доступ по интернету: удаленные филиалы и сотрудники в командировках тоже смогут работать со стандартами предприятия;
• безопасность: FTP позволяет закрыть доступ к общим файлам настроек (СТП не «утечет» за пределы организации);
• перспективность: отечественный разработчик хорош в том числе и тем, что находится в постоянном контакте с пользователями и готов рассмотреть предложения по развитию модуля «Корпоративное управление».

forum.nanocad.ru.Ольга Кутузова,
Руководитель проектов по внедрению
программного обеспечения
АО «Нанософт»