1.5.2 Сапр на выставке Comtek'2001

В Москве в апреле 2001 г. проходила выставка Comtek'2001. Как и на других аналогичных выставках последних лет, проходивших в России, на Comtek'2001 довольно широко были представлены программы для автоматизированного проектирования, преимущественно для машиностроитель­ных отраслей [11].

К числу мировых лидеров в области машиностроительных САПР, называемых "тяжелыми" или "САПР высокого уровня", относятся системы CATIA и Unigraphics компаний Dessault Systemes и Uni-- graphics Solutions, эти системы на выставке пред­ставляли компании СИКОР и Consistent Software соответственно.

Версия 5 системы CATIA позволяет заказчику создавать собственный вариант САПР сквозного проектирования от создания концепции изделия до технологической поддержки производства и планирования производственных ресурсов. Реали­зованы поверхностное и твердотельное 3D-моделирование и оптимизация продуктов. Возможны фотореалистичная визуализация, восстановление математической модели из материального макета. Система масштабируема. Предлагаются типовые конфигурации, в том числе Р1 для небольших и средних предприятий, преимущественно постав­щиков комплектующих, и Р2 — для полнофунк­ционального сквозного проектирования сложных изделий.

Unigraphics — система для проектирования больших сборок и подготовки конструкторской документации. Система многомодульная. В конст­рукторской части (CAD) имеются средства для твердотельного конструирования, геометрическо­го моделирования на основе NURBS-поверхностей, создания чертежей по 3D модели, проектирования сборок (в том числе с сотнями и тысячами компонентов) с учетом ассоциативности, анализа допусков и др. В технологической части (САМ) предусмотрены разработка управляющих программ для токарной и электроэрозионной обработок, синтез и анализ траекторий инструмента при фрезерной трех- и пятикоординатной обработках, при проектировании пресс-форм и штампов и др. Для инженерного анализа (САЕ) в систему включены модули прочностного анализа по методу ко­нечных элементов (МКЭ) с соответствующими пре- и постпроцессорами, кинематического и ди­намического анализа механизмов с определением сил, скоростей и ускорений, анализа литьевых процессов пластических масс.

Координирующую и управляющую роль в современных САПР выполняют системы PDM (Product Data Management). В Unigraphics функции PDM возложены на систему iMAN. Управление конфигурацией изделий выполняет модуль PSM (Product Structure Management). Управление параллельными и последовательными бизнес-процессами и процессами проектирования возложено на модуль Workflow. Интеграция модулей и управле­ние доступом к базе данных — функции модуля UG/Manager.

Другой пример современной PDM — система ENOVIAPM, используемая в IBM и представленная на выставке компанией СИКОР. Это распределенная на базе Web-технологий система управления данными, способствующая интеграции систем проектирования, производства и управления внутри предприятия и позволяющая отдельным фирмам объединяться в виртуальные предприятия. Управление проектами и изменениями данных, их распределение, интерфейс с системами ERP — далеко не полный перечень функций этой системы.

Компания Consistent Software разрабатывает оригинальную PDM-систему OutdoCS PDM и предлагает комплексную систему документооборота PartY Plus, разработанную фирмой Лоция Софт.

Компания СИКОР демонстрирует систему Omega Production, в которой предусмотрены структурирование данных об изделиях, технологических процессах, оснастке и оборудовании, управление документами и документооборотом, управление конфигурацией изделий, контроль изменений, вносимых в проект, интерфейс с другими САПР. Кроме того, в Omega Production имеются модули оперативного управления производством, контроля качества продукции, управления запасами и поставками материалов и комплектующих.

Интересна САПР для машиностроения и приборостроения, разработанная и представленная бе­лорусской компанией Интермех, прежде всего своей системой Search. Авторами Search позициони­руется как система управления проектными доку­ментами и документооборотом, но фактически является развитой PDM. Search выполняет функции хранения, поиска и редактирования докумен­тов различных типов (текстовые, спецификации, чертежи), реализации установленных прав доступа к данным, формирования различного рода справок и отчетов, визуализации структуры изделий в виде дерева связей компонентов, импорта данных из внешних баз. Search организует групповую работу над проектами, управляет версиями проекта, контролирует внесение изменений в проектную документацию. Обеспечивается удаленный доступ к архиву с помощью Web-браузеров.

Большая часть САПР, представленных на Comtek'2001, относится к среднему уровню. Это системы компаний Интермех, Autodesk, Solid Works Corporation, Ton Системы, Аскон. Все эти системы ориентированы, в первую очередь, на платформу Wintel, имеют, как правило, подсистемы: конструкторско-чертежную ID, твердотельного 3D геометрического моделирования, технологического проектирования, управления проектными данными, ряд подсистем инженерного анализа и расчета отдельных видов машиностроительных изделий, а также библиотеки типовых конструктивных решений.

В САПР Cadmech 2000 компании Интермех входят, помимо Search, программы AVS для выпуска конструкторской документации, Techcard для технологической подготовки производства, LCAD для планирования производственных цехов и участков и др. Для собственно конструкторского 3D проектирования Интермех привлекает программы компании Autodesk.

Программное обеспечение машиностроительных САПР компании Autodesk получило широкое распространение в мире и в России. На выставке продукты этой компании представляли такие фир­мы, как Consistent Software, EMTv. Автограф.

Компания Autodesk разработала гамму продуктов для проектирования в машиностроении. Основными среди них можно назвать Inventor, Mechanical Desktop 5 и AutoCAD Mechanical 2000i.

Сравнительно новая система Inventor предназначена для поддержки концептуального проектирования и 3D конструирования, в том числе крупных сборок (10000 деталей и более). В основе системы новое графическое ядро. Построение 3D моделей возможно выдавливанием, вращением, по сечениям, по траекториям. Поддерживается коллективная работа над проектом, в том числе в пределах одной и той же сборки. Предусмотрена автоматическая проверка кинематики, размеров детали с учетом положения соседей в сборке. Значительные удобства работы конструкторов обусловлены тем, что ассоциативные связи задаются не через операции с параметрами и уравнениями, а непосредственно определением формы и поло­жения компонентов.

Система Mechanical Desktop 5 предназначена для параметрического 3D геометрического моделирования, ассоциативного конструирования, распределенного проектирования в Internet на базе технологии Microsoft NetMeeting, реализован выпуск 2D документации. Система построена на графическом ядре ACIS версии 6.2. Имеется CAD-менеджер со средствами настройки, конфигурирова­ния и управления рабочими группами.

Система AutoCAD Mechanical 2000i ориентирована на выпуск чертежно-конструкторской документации, 2D конструирование, выполнение деталировок, образмеривание, создание спецификаций; возможно параллельное проектирование со связью через Internet.

Дополнения Power Pack к этим программам включают библиотеки стандартных машиностроительных элементов (крепежные изделия, отверстия, профили, валы, кулачки и т. п.) и специальные модули для инженерных расчетов валов, пружин, зубчатых и цепных передач, подбора подшипников и др. Метод конечных элементов (МКЭ) реализован для анализа прочности плоских деталей.

В число продуктов Autodesk входит ряд других программ автоматизированного проектирования, например, Autodesk Data Exchange — набор конверторов с DXF и ACIS в форматы STEP, IGES, VDA-FS.

На стенде компании Автограф можно было познакомиться с продуктами Autodesk, разработанными для САПР в области архитектуры и строительства. Это созданная на базе AutoCAD 2000i многофункциональная система AutoCAD Architectural Desktop R2/R3, программа 3D дизайна и презента­ции проектов 3D Studio VIZ R3i, а также несколько программ оформления документации.

Ряд продуктов, интегрированных с программами проектирования компании Autodesk, создан компаниями, входящими в ассоциацию Mechanical Applications Initiative (MAI) производителей прикладного программного обеспечения.

Среди них нужно отметить программу Dynamic Desigher Motion (компании Mechanical Dynamics), предназначенную для расчетов динамики и кине­матики механизмов (в том числе трехмерных). Элементами являются модели шарниров, пружин, сухого трения, ударных нагрузок.

Программа Dynamic Desigher Motion имеет связи с группой программ конечно-элементного анализа Cosmos. Так, программа Cosmos/DesignSTAR может использоваться как автономно, так и в связке с программами Inventor и Solid Edge, а программа Cosmos/Works — с программой SolidWorks. С помощью этих программ проводятся анализы деформированного состояния деталей, стационарных и нестационарных тепловых процессов, динамики жидкостей и газов, низкочастотных электромагнитных полей, определение собственных частот колебания конструкций.

МКЭ воплощен также в программном продукте DesignSpace, созданном одноименной компанией в рамках MAI. Другие программы, разработанные в ассоциации MAI: MoldCreator — для проектирования пресс-форм; hyperMILL — для подготовки управляющих программ многокоординатной фрезерной обработки деталей на станках с ЧПУ и др.

Система твердотельного параметрического моделирования Solid Works компании Solid Works Corporation построена на графическом ядре Para-solid, разработанном в Unigraphics Solution. Синтез конструкции начинается с построения опорного тела с помощью операций типа выдавливания или вращения контура с последующим добавлением и/или вычитанием тех или иных тел. При проектировании сборок можно задать различные условия взаимного расположения деталей; автоматиче­ски контролируются зазоры и отсутствие взаимопересечения деталей.

Наряду с программным обеспечением САПР зарубежных фирм на выставке были представлены сис­темы отечественных разработчиков — это Компас компании Аскон и T- Flex CAD от АО "Ton Системы".

В системе Компас для трехмерного твердотельного моделирования используется оригинальное графическое ядро. Синтез конструкций выполняется с помощью булевых операций над объемными примитивами, модели деталей получают путем выдавливания или вращения контуров, построения по заданным сечениям. Возможно задание зависи­мостей между параметрами конструкции, расчет масс-инерционных характеристик. Разработка про-ектно-конструкторской документации, в том числе различных спецификаций, возложена на подсистему Компас-График. Имеются ряд библиотек с данными о типовых деталях и с графическими изображениями, а также программы специального назначения (проектирования тел вращения, пружин, металлоконструкций, трубопроводной арматуры, штамповой оснастки, выбора подшипников качения, раскроя листового материала и др.). Проектирование технологических процессов выполняется с помощью программы Компас Автопроект, программирование объемной обработки на станках с ЧПУ — с помощью программы ГEMMA-SD. Ряд необходимых функций управления проектными данными возложено на систему Компас-Менеджер.

Подсистема трехмерного твердотельного моделирования T-FlexCAD 3D в САПР T-Flex CAD построена на базе ядра Parasolid. Реализована двунаправленная ассоциативность, т. е. изменение параметров чертежа автоматически вызывает изменение параметров модели и наоборот. При проектировании сборок изменение размеров или положения одной детали ведет к корректировке положения других. Модель 3D может быть получена непосредственно по имеющемуся чертежу, или с помощью булевых операций, или путем выталкивания, про­тягивания, вращения профиля, лофтинга и т. п. Предусмотрен расчет массинерционных параметров. Кроме того, можно по видам и разрезам трехмерной модели получить чертеж, для чего используется подсистема T-Flex CAD 3D SE. Для параметрического проектирования и оформления конструкторско-технологической документации служит подсистема T-Flex CAD 2D, для управления проектами и документооборотом — подсистема T-Flex DOCs. В подсистеме технологического проектирования T-Flex/ТехноПро выполняются синтез технологических процессов, расчет технологических размеров, выбор режущего и вспомогательного инструмента, формирование технологической документации, в том числе операционных и маршрутных технологических карт, ведомостей оснастки и материалов, карт контроля. Подготовка программ для станков с ЧПУ осуществляется в подсистеме T-Flex ЧПУ. Кроме названных основных подсис­тем, в состав T-Flex CAD включен ряд программ для инженерных расчетов деталей, проектирова­ния штампов и пресс-форм.

Разработкой продуктов для САПР литейного производства занимается компания Mold/low, ее программы Part Adviser и Mold Adviser предназначены для моделирования процессов литья пластмасс.

Важное место в конструкторско-технологических САПР занимают программы подготовки про­изводства.

Компания Consistent Software предлагает систему Technologies для технологической подготовки дискретного производства. Эта система выполняет функции составления спецификаций, ведения дерева проекта и библиотеки чертежей, синтеза технологических процессов, выбора инструмента, расчета режимов резания, нормирования расхода материалов, ведения технологической документации.

Consistent Software выступает как дистрибьютор известных систем SolidCAM и ТЕХТРАН компаний CADTech и НИП Информатика соответствен­но. SolidCAM, построенная как и Mechanical Desktop на ядре ACIS, служит для получения управляющих программ для токарной, 2,5- и 3-осевой фрезерных обработок на станках с ЧПУ. ТЕХТРАН включает модули токарной, фрезерной, электроэрозионной обработки.

На рынке имеется большое число программ специального назначения. Так, Consistent Software предлагает систему проектирования электрооборудования ElectriCS, систему проектирования гидравлического и пневматического оборудования машин HydrauliCS, комплекс программ автоматизированного проектирования предприятий нефтяной, газовой, пищевой промышленности PLANT-4D, разработанной компанией SEA Systems. В PLANT-4D входят модули трехмерного проектирования трубопроводов, систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, автоматики и контрольно-измерительных приборов, подготовки отчетов. Базовый модуль выполняет функции PDM — управление проектами, потоками данных, доступом к базе данных.

Средства САПР в области электроники на выставке представляла компания Родник Софт. Это прежде всего хорошо известные в России системы сквозного проектирования электронных устройств P-CAD 2001, Protel99 SE фирмы Protel International и OrCAD фирмы Cadence Design Systems. Кроме того, посетители выставки могли познакомиться с характеристиками программ проектирования печатных плат Specctra (Cadence), проектирования программируемых интегральных схем PeakFPGA, подготовки печатных плат к производству CAMtastic! (Protel International) и Lavenir (Lavenir Technology). Родник Софт предлагает также программы моделирования СВЧ устройств Microwave Office компании Applied Wave Research, анализа электромагнитной совместимости OmegaPlus ком­пании Quantic EMC и др.