6.Автоматизированные средства проектирования Автоматизированное проектирование

Автоматизированное проектирование (computer-aided design – CAD) представляет в распоряжение пользователя средства интерактивной графики, позволяющие разрабатывать конструкцию изделий и деталей, а также составлять перечень технических требований к ним. Проектировщик, выполняющий то или иное задание на рабочей станции, оборудованной монитором с высокой разрешающей способностью экрана, имеет возможность формировать различные виды сборочного узла или компонента изделия. Для представления трехмерных объектов могут быть использованы так называемые каркасные модели. Средства визуализации, разработанные совсем недавно, также используются для представления трехмерных видов проектируемого объекта. Проектировщик имеет возможность увеличивать масштаб отдельных вещей сборочного узла, поворачивать его, а также давать изображения крупным планом для того, чтобы просмотреть конструкцию на наличие взаимных помех и нестыковок и проверить правильность других геометрических характеристик. Такие графические модели позволяют инженерам-технологам, специалистам по маркетингу и даже потребителям составить представление об изделии и внести свои предложения по его усовершенствованию еще до того, как изделие будет запущено в производство. Подобная процедура проектирования позволяет быстро внедрить новую продукцию на рынок. Кроме того, она помогает исключить наличие в новом изделии таких дефектов, которые могли бы стать причиной устойчивого неприятия изделия потребителем.

Моделирование методом конечных элементов, или компьютерное исследование характеристик прототипов

Моделирование на основе метода конечных элементов (finite-element modeling) – это еще одна технология, позволяющая ускорить процесс проектирования продукта. Такой метод моделирования предоставляет инженерам возможность испытывать определенные физические характеристики объекта с использованием компьютера и сократить тем самым издержки на создание и испытание реальных прототипов. Моделирование методом конечных элементов сводится к описанию объекта как совокупности небольших конечных элементов, объединенных в конструкцию. Описание таких характеристик объекта, как напряжения и упругие деформации, можно представить посредством соответствующих уравнений. Поведение всей конструкции определяется посредством одновременного решения уравнений для всех конечных элементов. На основании полученных данных можно пересмотреть конструкцию изделия, после чего остается только проверить рабочие характеристики усовершенствованной конструкции.

Автоматизированная подготовка рабочих чертежей (и сокращение необходимости в них)

Поскольку окончательная конструкция изделия формируется с помощью одной из компьютерных программ автоматизированного проектирования, она может храниться в компьютерной базе данных и использоваться впоследствии для получения чертежей отдельных деталей с помощью плоттера, т. е. физические действия по изготовлению деталиро-вочных чертежей могут быть автоматизированы. При традиционной технологии проектирования информация о внесении изменений в конструкцию изделия распространяется посредством передачи в соответствующие отделы бумажных копий чертежей с указанием технических спецификаций изделия. При изменении конструкции изделия задача (которая не всегда бывает легко разрешимой) состоит в замене всех старых копий чертежей новыми, чтобы обеспечить информацией о внесении изменений все подразделения компании, имеющие отношение к данному объекту. База данных CAD позволяет всем заинтересованным отделам компании получить доступ к одним и тем же данным при минимальном объеме бумажной технической документации. Посредством получения доступа к одной и той же информации, содержащейся в подобной базе данных, такие отделы, как отдел разработки инструментальной оснастки, отдел контроля качества и отдел снабжения имеют возможность скоординировать свои действия в плане практической реализации самого последнего набора технических спецификаций продукта. Дополнительное преимущество подобной системы проектирования состоит в том, что она позволяет использовать одну и ту же интегрированную базу данных в процессе планирования производственного процесса, а также в процессе составления детальных инструкций, необходимых для приведения в действие оборудования с числовым программным управлением, с помощью которого будут изготавливаться детали изделия. В силу этого общая база данных может стать также основой автоматизации производственных процессов.