2. Компьютерныетехнологиивпромышлености

5.1 Системыавтоматизированногопроектирования.

Современное производство неотрывносвязаноскомпьютернымитехнологиями. Современные предприятия это высоко автоматизированные производства. Средствами автоматизации производства служат станки с числовым управлением, роботизированные системы, конвейерные линии и т.д. Не избежало автоматизации и проектирование изделий и технологических процессов. Средствами данной автоматизации послужили различные программные продукты, объеденные единым определением «системы автоматизированного проектирования» (САПР)

Системаавтоматизированногопроектирования—автоматизированнаясистема,реализующаяинформационнуютехнологиювыполненияфункцийпроектирования,представляетсобойорганизационно-техническуюсистему,предназначеннуюдляавтоматизациипроцессапроектирования,состоящуюизперсоналаикомплексатехнических,программныхидругихсредствавтоматизацииегодеятельности.ТакжедляобозначенияподобныхсистемширокоиспользуетсяаббревиатураСАПР[12]

Использованиеданныхсистемведеткувеличениюпроизводительности,ксокращениювременипроектирования,ккачествутехническойитехнологическойдокументации,квозможностипроведениякомпьютерныхэкспериментовнадинформационнымимоделямиизделийиконструкцийсиспользованиемметодаконечныхэлементов.

В рамках жизненногоциклапромышленныхизделийСАПРрешаетзадачиавтоматизацииработнастадияхпроектированияиподготовкипроизводства.

ОсновнаяцельсозданияСАПР—повышениеэффективноститрудаинженеров,включая:

• сокращения трудоёмкостипроектированияипланирования;

• сокращениясроковпроектирования;

• сокращениясебестоимостипроектированияиизготовления,уменьшениезатратнаэксплуатацию;

• повышениякачестваитехнико-экономическогоуровнярезультатовпроектирования;

• сокращениязатратнанатурноемоделированиеииспытания.

Достижениеэтихцелейобеспечиваетсяпутем:

• автоматизацииоформлениядокументации;

• информационнойподдержкииавтоматизациипроцессапринятиярешений;

• использованиятехнологийпараллельногопроектирования;

• унификациипроектныхрешенийипроцессовпроектирования;

• повторногоиспользованияпроектныхрешений,данныхинаработок;

• стратегическогопроектирования;

• заменынатурныхиспытанийимакетированияматематическиммоделированием;

• повышениякачествауправленияпроектированием;

• примененияметодоввариантногопроектированияиоптимизации.

ПоотраслевомуназначениюСапРсистемыможноразделитьнаследующиегруппы:

• MCAD(англ.mechanicalcomputer-aideddesign)—автоматизированноепроектированиемеханическихустройств.ЭтомашиностроительныеСАПР,применяютсявавтомобилестроении,судостроении,авиакосмическойпромышленности,производстветоваровнародногопотребления,включаютвсебяразработкудеталейисборок(механизмов)сиспользованиемпараметрическогопроектированиянаосновеконструктивныхэлементов,технологийповерхностногоиобъемногомоделирования(SolidWorks,AutodeskInventor,КОМПАС,CATIA, T-Flex);

• EDA(англ.electronicdesignautomation)илиECAD(англ.electroniccomputer-aideddesign)—САПРэлектронныхустройств,радиоэлектронныхсредств,интегральныхсхем,печатныхплатит.п.,(AltiumDesigner,OrCAD);

• AECCAD(англ.architecture,engineeringandconstructioncomputer-aideddesign)илиCAAD(англ.computer-aidedarchitecturaldesign)—САПРвобластиархитектурыистроительства.Используютсядляпроектированиязданий,промышленныхобъектов,дорог,мостовипроч.(AutodeskArchitecturalDesktop,AutoCADRevitArchitectureSuite,Piranesi,ArchiCAD).

ПоцелевомуназначениюразличаютСАПРилиподсистемыСАПР,которыеобеспечиваютразличныеаспектыпроектирования^[16][17].

• CAD(англ.computer-aideddesign/drafting)—средстваавтоматизированногопроектирования,вконтекстеуказаннойклассификациитерминобозначаетсредстваСАПР,предназначенныедляавтоматизациидвумерногои/илитрехмерногогеометрическогопроектирования,созданияконструкторскойи/илитехнологическойдокументации,иСАПРобщегоназначения.

  • CADD(англ.computer-aideddesignanddrafting)—проектированиеисозданиечертежей.

  • CAGD(англ.computer-aidedgeometricdesign)—геометрическоемоделирование.

• CAE(англ.computer-aidedengineering)—средстваавтоматизацииинженерныхрасчётов,анализаисимуляциифизическихпроцессов,осуществляютдинамическоемоделирование,проверкуиоптимизациюизделий.

  • CAA(англ.computer-aidedanalysis)—подкласссредствCAE,используемыхдлякомпьютерногоанализа.

• CAM(англ.computer-aidedmanufacturing)—средстватехнологическойподготовкипроизводстваизделий,обеспечиваютавтоматизациюпрограммированияиуправленияоборудованиясЧПУилиГАПС(Гибкихавтоматизированныхпроизводственныхсистем)).РусскиманалогомтерминаявляетсяАСТПП—автоматизированнаясистематехнологическойподготовкипроизводства.

• CAPP(англ.computer-aidedprocessplanning)—средстваавтоматизациипланированиятехнологическихпроцессовприменяемыенастыкесистемCADиCAM.

МногиесистемыавтоматизированногопроектированиясовмещаютвсеберешениезадачотносящихсякразличнымаспектампроектированияCAD/CAM,CAD/CAE,CAD/CAE/CAM.Такиесистемыназываюткомплекснымиилиинтегрированными.

СпомощьюCAD-средствсоздаётсягеометрическаямодельизделия,котораяиспользуетсявкачествевходныхданныхвсистемахCAM,инаосновекоторойвсистемахCAEформируетсятребуемаядляинженерногоанализамодельисследуемогопроцесса.[12]

Для специальностей и направлений у которых не предусмотрено изучение дисциплины «Основы САПР», в рамках которой обычно изучаются современные CAD/CAM/CAE программные продукты, рекомендуется рассмотреть и изучить КОМПАС 3D. Данный программный продукт обладает всем необходимым функционалом для создания трех мерных моделей и обеспечен встроенным достаточно подробным и легко усваиваемым учебным пособием «Азбука КОМПАС».

КОМПАС 3D является разработкой российской компании АСКОН. Он позволяет создавать техническую (чертежи) и технологическую (маршрутные и операционные карты) документацию, трехмерные твердотельные и поверхностные модели изделий, сборочные модели, состоящие из нескольких отдельных трехмерных моделей деталей, объеденныхвединуюконструкциюспомощьюналожениявзаимосвязейидокументациюкним.

КОМПАС-3D—систематрёхмерногомоделирования,ставшаястандартомдлятысячпредприятий,благодаряудачномусочетаниюпростотыосвоенияилегкостиработысмощнымифункциональнымивозможностямитвердотельногоиповерхностногомоделирования.

Ключевойособенностьюпродуктаявляетсяиспользованиесобственногоматематическогоядраипараметрическихтехнологий,разработанныхспециалистамиАСКОН.

ОсновныекомпонентыКОМПАС-3D—собственносистематрёхмерногомоделирования,универсальнаясистемаавтоматизированногопроектированияКОМПАС-Графикимодульпроектированияспецификацийитекстовыйредактор.Всеонилегкивосвоении,имеютрусскоязычныеинтерфейсисправочнуюсистему.

ПоумолчаниюКОМПАС-3Dподдерживаетэкспорт/импортнаиболеепопулярныхформатовмоделей,засчётчегообеспечиваетсяинтеграциясразличнымиCAD/CAM/CAEпакетами.

Базоваяфункциональностьпродукталегкорасширяетсязасчётразличныхприложений,дополняющихфункционалКОМПАС-3Dэффективныминструментариемдлярешенияспециализированныхинженерныхзадач.Например,приложениядляпроектированиятрубопроводов,металлоконструкций,различныхдеталеймашинпозволяютбольшуючастьдействийвыполнятьавтоматически,сокращаяобщеевремяразработкипроектавнесколькораз.

Модульностьсистемыпозволяетпользователюсамомуопределитьнаборнеобходимыхемуприложений,которыеобеспечиваюттольковостребованнуюфункциональность.[13]