Аппаратные и программные средства САПР
Наиболее распространены следующие конфигурации аппаратных средств САПР: 1) на базе мэйнфреймов – больших высокопроизводительных многопроцессорных компьютеров с централизованной обработкой данных с десятков и сотен рабочих мест; 2) на базе рабочих станций (персональных компьютеров), объединенных в сеть. В обоих случаях пользователи САПР обладают возможностями: обмена информацией и совместного использования программ, баз данных, печатающих устройств и др. При этом устройства ввода данных индивидуальны. К программным средствам САПР можно отнести всю совокупность машинных программ, необходимых для выполнения процедур автоматизированного проектирования. Общесистемное программное обеспечение служит для организации функционирования технических средств; основу его составляет операционная система. Наряду с общесистемным программным обеспечением, в САПР используются специальные прикладные пакеты программ, направленные на сокращение времени и стоимости разработки проекта изделия, а также повышение качества проектирования. В области машиностроения такими пакетами являются CAD/CAM/CAE/PDM-системы [6, 18]. CAD-системы (сomputer-aided design — компьютерная поддер-жка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации. Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Геометрия является определяющим фактором конструкции изделия. Поэтому ведущие CAD-системы позволяют реализовать идею сквоз-ного цикла подготовки производства и обеспечить информационную поддержку последующих этапов жизненного цикла сложных промыш-ленных изделий. CAM-системы (computer-aided manufacturing — компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с ЧПУ и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). Кроме того, к функциям CAM относят программирование роботов и разработку технологических процессов обработки деталей. В отечественной литературе CAM-системы часто относят к автоматизированным системам технологической подготовки производства (АСТПП), наряду с системами CAPP (Computer Automated Process Planning – автоматизация планирования процесса производства). Наибольшая выгода от применения CAM-систем проявляется в сокращении циклов производства, особенно при изготовлении сложнопрофильных деталей. Часто в CAM-системах можно использовать геометрическую модель детали, созданную в CAD-системе. САЕ-системы (computer-aided engineering — компьютерная поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от кинематического анализа, расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также можно использовать трехмерную модель изделия, созданную в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа или автоматизированными системами научных исследований (АСНИ). PDM-системы (Product Data Management —управление проектными данными) предназначены для решения проблем совместного функционирования компонентов автоматизированных систем различного назначения. Они либо входят в состав модулей конкретной автоматизированной системы, либо имеют самостоя-тельное значение и могут работать совместно с разными программ-мными компонентами. Системы управления техническими докумен-тами и документооборотом, относящиеся к сфере проектирования и производства в промышленности, иногда называют системами управления техническими данными, или системами TDM (Technical Data Management). За последние годы CAD/CAM/CAE/PDM-системы прошли путь от сравнительно простых программных приложений до интегри-рованных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проекти-рования и заканчивая технологической подготовкой производ- Однако основные выгоды от применения так называемых «тяжелых» систем проявляются при изготовлении сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.). Для производственных задач, решаемых большинством машиностроительных предприятий, часто бывает достаточно возможностей систем среднего уровня. Наиболее известными системами среднего уровня на основе графического ядра ACIS являются: AutoCAD, Mechanical Desktop и Autodesk Inventor (Autodesk Inc.); Cimatron (Cimatron Ltd.); ADEM (Omega Technology); Mastercam (CNC Software, Inc.); Powermill (DELCAM) и др. К числу CAD/CAM-систем среднего уровня на основе ядра Parasolid принадлежат, в частности, Solid Edge и Unigraphics Modeling (Unigraphics Solutions); SolidWorks (SolidWorks Corp.) и др. Ряд CAD/CAM/CAE/PDM-систем среднего уровня разработан в СССР и России. Наибольшее распространение среди них получили программные продукты компаний «Аскон», «Топ Системы» и некоторых других. На базе интегрированных CAD/CAM/CAE/PDM-систем развивается новое направление автоматизированного проектирования – виртуальная инженерия (virtual engineering). Виртуальная инженерия основана на имитационных программных технологиях виртуальной реальности, охватывающих весь цикл разработки и производства продукта. Используя специальное оборудование (головные дисплеи, устройства осязания, расширенную звуковую системы), проек-тировщик может погружаться в виртуальную среду, создавать компоненты, модифицировать их, управлять различными устройствами и взаимодействовать с различными объектами.
|
