САПР – определение, виды обеспечения, классификация
1. Определение сапр
Если процесс проектирования осуществляется человеком при взаимодействии с компьютером, то проектирование называется автоматизированным, если нет, то, соответственно, неавтоматизированным. Проектирование, при котором все преобразования описания объекта и алгоритма его функционирования осуществляются компьютером без вмешательства человека, называется автоматическим, соответствующие системы – системами сквозного проектирования.
Нас будет интересовать, в первую очередь, автоматизированное проектирование, которое и является предметом САПР.
Применение систем автоматизации проектирования (САПР) – это подход, при котором проектирование превращается в единый информационно связанный человеко-машинный процесс. САПР – не коллекция программ, а комплекс средств, в котором функции человека и машины рационально распределены и научно обоснованы.
Цель САПР – повышение качества проектов, снижение материальных затрат, сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа проектировщиков, а также повышение производительности их труда.
Предметом САПР являются формализация проектных процедур, структурирование и типизация процессов проектирования, постановка, модели, методы и алгоритмы решения проектных задач, способы построения технических средств, создание языков описания проблем, баз данных и баз знаний, а также вопросы их объединения в единую проектирующую систему.
В соответствии с ГОСТ САПР – это организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП). КСАП – это совокупность различных видов обеспечения автоматизации проектирования.
Приведем несколько англоязычных терминов.
CAD (Computer-Aided Design) – дословно переводится как “проектирование с помощью компьютера”, этот термин соответствует понятию САПР.
CAM (Computer-Aided Manufacturing) – можно перевести как “производство с помощью компьютера”, или “автоматизированное производство”. Общепринятое значение этого термина – САПР технологической подготовки производства.
CAE (Computer-Aided Engineering) – компьютерные системы инженерного анализа для решения таких задач, как:
- прочностной анализ (все виды расчетов на прочность конструкций методом конечных элементов);
- теплофизические расчеты;
- пластический анализ (анализ пластической деформации и оценка технологичности изготовления деталей методом литья под давлением);
- механический анализ (моделирование и прогнозирование поведения и движения механических систем).
Примером полнофункциональной CAE-системы является система ANSYS американской фирмы Swanson Analysis Systems.
Ведущие мировые производители программного обеспечения для автоматизации проектирования, как правило, поставляют на рынок интегрированные универсальные системы, удовлетворяющие требованиям проектирования и изготовления изделий в различных отраслях промышленности. Эти системы содержат в себе возможности автоматизации всех трех аспектов и называются соответственно CAD/CAM/CAE системами.
Основные особенности современных CAD/CAM/CAE-систем:
1. СAD-подсистемы обеспечивают:
- черчение; твердотельное, поверхностное и каркасное 3-х мерное моделирование; моделирование «больших» сборок;
- фотореалистическое отображение;
- конструирование и раскрой из листовых материалов;
- поддержку промышленных графических стандартов (IGES, DXF, STEP и др.) ;
- вывод документации во всех основных чертежных стандартах (ANSY, ISO, DIN, ЕСКД и т.д.)
2. СAM-подсистемы обеспечивают:
- эффективную подготовку управляющих программ для оборудования с ЧПУ;
- быстрое генерирование постпроцессоров для различных систем ЧПУ и контроллеров.
3. CAE-подсистемы являются полномасштабными (т.е. полностью решающими весь спектр задач без каких-либо ограничений) и обеспечивают все виды инженерного анализа.
4. Полные версии систем функционируют на основных типах рабочих станций (как правило, на UNIX- платформах).