Обзор современных систем автоматизированного проектирования. Система автоматизированного проектирования (сапр)

Предлагаю вашему вниманию исследовательскую работу, посвященную сравнению программ САПР КОМПАС 3D V14 и 2014

В настоящее время увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов являются важнейшими проблемами, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. В деятельности различных организаций широко внедряется компьютеризация, поднимающая проектную работу на качественно новый уровень, более обоснованно решаются многие сложные инженерные задачи, которые раньше рассматривались лишь упрощенно. Во многом это происходит благодаря использованию эффективных специализированных программ, которые могут быть как самостоятельными, так и в виде приложений к общетехническим программам. Данная автоматизация проектирования реализуется благодаря использованию систем автоматизированного проектирования.

В современном обществе очень высока доля людей, которые профессионально используют системы автоматизированного проектирования в своей деятельности. Однако таких систем очень много, поэтому специалисты должны четко представлять, какую систему удобно использовать для решения таких профессиональных задач, как умение читать конструкторскую и технологическую документацию; выполнять комплексные чертежи геометрических тел и проекции точек, лежащих на поверхности; выполнять эскизы, технические рисунки и чертежи деталей, их элементов, узлов в ручной и машинной графике; выполнять графические изображения технологического оборудования и технологических схем в ручной и машинной графике и многое другое.

Для того чтобы из большого количества разнообразных систем автоматизированного проектирования, выбрать оптимально удовлетворяющую профессиональным запросам специалистов, необходимо разработать критерии сравнения и рекомендации по выбору систем автоматизированного проектирования. Это и определяет актуальность данного исследования.

При выборе программных продуктов мы исходили из потребностей специалистов со знанием и умением работы в программах Компас ЗD и AutoCAD. В этих целях в процесс подготовки будущих специалистов были поэтапно внедрены автоматизированные программы КОМПАСи AutoCAD. Используя их в условиях автоматизированного проектирования можно получить многовариантные возможные решения разработки технологического процесса обработки изделий и выбрать из них оптимальный вариант.

1. Теоретическая часть

Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Ключевой особенностью КОМПАС-3D является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

Основные компоненты КОМПАС-3D - собственно система трёхмерного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График, модуль проектирования спецификаций и текстовый редактор. Все они легки в освоении, имеют русскоязычные интерфейс, справочную систему и библиотеки стандартных изделий.

Она наиболее гибкая из существующих графическая программная система для ПК, способная эффективно работать в самых различных областях технического проектирования.С помощью AutoCAD можно выполнять практически все виды чертежных работ, необходимых в разнообразных областях технического проектирования, можно создавать двухмерные чертежи и трехмерные модели. Система AutoCAD включают средства проектирования, моделирования и визуализации пространственных конструкций, доступа к внешним базам данных, интеллектуальные средства нанесения размеров на чертежи, работы с файлами самых разнообразных форматов и многое другое.

В базовый комплект продукта AutoCAD включены три программы на AutoLISP, которые помогают скомпоновать в пространстве листа чертеж трехмерной модели — SOLVIEW, SOLDRAW, SOLPROF.

Основные задачи, решаемые системами КОМПАС-3D и AutoCAD - моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство.
Попробуем сравнить эти две программы на примере создания трехмерной детали, созданной ранее в КОМПАС-3D, позднее в AutoCAD.

Исходя из опыта, полученного при выполнении модели, можно отметить как индивидуальные особенности, так и общие принципы работы в данных программах.

Начнем с отличительных особенностей. Каждая из особенностей имеет свои положительные и отрицательные стороны. Особенно заметным различием между КОМПАС-3D иAutoCADявляются методы построения 3D объектов. В КОМПАС-3D все основано на работе с эскизами – двумерными объектами, расположенными на определенных плоскостях и обладающих определенными свойствами, которые называются требованиями к эскизам. На основе эскизов создаются твердотельные объекты путем элементарных операций. Например, при создании детали использовался эскиз, который впоследствии выдавливался на заданную высоту, а позднее было вырезаноотверстие, выполнена фаска. Топология операций хранится в дереве построений. В дереве построений можно редактировать операции и изменить задаваемые параметры эскизов. Такая система создания трехмерных тел имеет свои достоинства.

В AutoCAD используется такой инструмент как библиотека твердых тел, где с помощью нее мы можем создать трехмерные примитивы и модифицировать их.

В КОМПАС-3D имеется возможность создавать сборочные объекты, используя систему сопряжений. Иными словами можно создавать объекты с заданными размерами и располагать их относительно друг друга, используя эту систему параметрических связей (сопряжений).

В AutoCAD сборочной системы нет, объекты могут создаваться отдельно и экспортироваться в общий файл. Все позиционирование объектов относительно друг друга происходит с помощью простых перемещений пользовательской системы координат.

Несмотря на различия между КОМПАС-3D и AutoCAD, можно сказать, что работа в этих программах базируется на одинаковых операциях, таких как простое и кинематическое выдавливание, вращение, вырезание, а так же булевых операциях.

1. Практическая часть

КОМПАС (сайт производителя — www.kompas.ru ) - система автоматизированного проектирования, разработанная российской компанией «АСКОН» (Россия).

Функциональные возможности: автоматическая генерация ассоциативных видов трёхмерных моделей (ассоциация с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже); синхронизация данных в основной надписи чертежа с данными из трёхмерной модели; возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; изменения в чертеже или модели могут передаваться в спецификацию, и наоборот; наличие большого количества дополнительных библиотек к программам семейства, автоматизирующих различные специализированные задачи и многое другое.

Последней на данный момент версией является КОМПАС 3D V14, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой КОМПАС 3D V14 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Системные требования для КОМПАС 3D V14

(сайт производителя — www.autodesk.ru ) — двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией «Autodesk» (США).

Функциональные возможности: использование элементарных графических примитивов в области двумерного проектирования для получения сложных объектов; предоставление обширных возможностей работы со слоями и аннотативными объектами; использование механизма внешних ссылок позволяющее разбивать чертеж на составные файлы, а также использование динамических блоков расширяющих возможности автоматизации 2D-проектирования обычным пользователем без использования программирования; поддержка двумерного параметрического черчения; возможность динамической связи чертежа с реальными картографическими данными; управление трёхмерной печатью и поддержка облаков точек и многое другое.

Последней на данный момент версией является AutoCAD 2014, которая вышла в 2013-ом году. Для эффективной работы с программой AutoCAD 2014 необходимо учитывать требования, представленные в таблице 2.

Таблица 2. Системные требования для AutoCAD 2014

Таким образом, сравнительный анализ систем проектирования по основным характеристикам представлен в таблице 3.

Таблица 3. Сравнительный анализ САПР

На основе проведенного анализа наиболее популярной для использования и изучения является система автоматизированного проектирования — КОМПАС — 3D. Она является признанным мировым лидером среди САПР, обладает множеством различных функций. Для ее изучения можно использовать бесплатную версию программы, что является неоспоримым преимуществом.

Обзор систем автоматизированного проектирования

Для выявления систем автоматизированного проектирования в наибольшей степени удовлетворяющей конкретным запросам пользователей необходимо провести сравнительный анализ этих систем.

С этой целью в сети Интернет «Вконтакте» в период с 12.02.2014 г. по 7.03.2014 г., проводился опрос. В нем участвовало 54 человека. Респондентам был предложен список современных систем автоматизированного проектирования и сформулирован вопрос: «Какой продукт систем автоматизированного проектирования, по вашему мнению, является лучшим?». По результатам проведенного статистического исследования было выявлено, что из 54 участников опроса 13 человек — 24% отдали свое предпочтение AutoCAD, за КОМПАС — 3D проголосовало 19 человек – 36 %, 10 человек — 20 % отмечали, что не знают такие программы и 12 человек — 22% ответили, что знают эти программы, но не доводилось в них работать.

Все результаты исследования представлены на Рис.1.

Рис. 1. Результат Интернет-опроса.

Таким образом, детально современные системы автоматизированного проектирования целесообразно рассматривать в соответствии с их рейтингом популярности: КОМПАС-3D, AutoCAD.

Создавая деталь в программах AutoCAD и КОМПАС — 3D, я засекал время и учитывал все действия, которые произвожу для того чтобы потом сравнить получившиеся результаты.

На создание детали в программе AutoCAD я затратил 57 секунд и произвел 21 действие, а на создание детали в программе КОМПАС — 3D я затратил 44 секунды и произвел 19 действий.

Сравнительная характеристика

В результате в программе Компас — 3D я построил деталь затратив на 2 действия меньше и работа выполнилась на 13 секунд быстрее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе разработанных теоретических положений и полученных в ходе работы данных, нами сформулированы следующие выводы:

1. Обе программы успешно справляются с трехмерным моделированием.
2. Особенность программы Компас 3D– создание основной фигуры и удаляемых или добавляемых частей (создание контура) происходит на плоскости, которая может при вызове нового эскиза может менять ориентацию. Нужно быть очень внимательным при создании добавлений (убавлений) в фигуре.
3. Особенности программы AutoCAD –создание сразу трехмерных фигур (параллелепипедов, цилиндров, конусов и т.д.) Сложность возникает при смене направлений осей координат (т.к. высота цилиндра (конуса) при построении всегда направлена вдоль оси Z).
4. Освоение трехмерного изображения в программе AutoCAD можно изучать сразу же после знакомства с панелями инструментов и первичными знаниями по пространственной геометрии.
5. Освоение же трехмерного изображения в программе Компас – возможно только после освоения панели инструментов Геометрия, т.к. операции Выдавливания (вырезать выдавливание) возможно, когда контур эскиза замкнут, нет повторов в границе, возможно несколько границ контура (без пересечения).
6. Можно рекомендовать изучение на спецкурсах трехмерное моделирование.

На основе сделанных выводов по итогам работы можно сформулировать следующее: несмотря на различия между КОМПАС-3D и AutoCAD, можно сказать, что работа в этих программах базируется на одинаковых операциях, таких как простое и кинематическое выдавливание, вращение, вырезание, а так же булевых операциях.

Итак, «Компас 3D» – эта программа очень проста в управлении, очень простой и удобный интерфейс, установлены различные библиотеки, с помощью которых можно проектировать или чертить исполнительные схемы водопровода, газопровода, электрики. Очень удобный вывод на печать любых форматов. Удобство в выборе масштаба. В «Компас 3D» можно легко просматривать чертежи с программы AutoCAD. «AutoCAD» – программа с очень большим интерфейсом и опциями. Эта программа хорошо подойдёт для высококвалифицированных специалистов, работающих в проектных институтах, разрабатывающих проекты для жилых и промышленных домов различного назначения.

Все файлы, созданные в формате DWG, можно использовать как в Autodesk Autocad, так и в других САПР / CAD / CAM приложениях: bricsCAD, ZWCAD, infrasoftCAD, progeCAD, btoCAD, nanoCAD и прочих без потери данных.

На сегодняшний день на рынке программного обеспечения существует множество систем автоматизированного проектирования отличающихся по возможностям и стоимости, поддерживающих формат DWG. Чтобы ориентироваться в этом разнообразии, необходимо иметь четкое представление о том, какими функциями обладает пакет и для каких целей его планируется использовать. В таблице приведен сравнительный наиболее известных систем автоматизированного проектирования.

Краткий обзор CAD / CAM программ

Автокад

Автокад - 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Сохраняет чертежи в формате DWG.Обсуждение GstarCAD и Автокад на форуме

ZWCAD

ZWCAD - 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения компании ZWSOFT (ZWCAD Software Co., Ltd; до 2007 года Guangzhou Chinaweal Longteng Technology Co., Ltd). Программа ZWCAD разработана на базе IntelliCAD с применением технологии OpenDWG, поддерживает различные технологии программирования: LISP, ADS (C++), VBA, DRX (аналог Object ARX).

bricsCAD

Bricscad - коммерческая САПР, разрабатываемая бельгийской компанией Bricsys на платформе IntelliCAD. Это одна из немногочисленных САПР, имеющих поддерку Linux. В ней используется разработанная в рамках консорциума Open Design Alliance библиотека для работы с чертежами в формате DWG.

progeCAD

ProgeCAD - представляет собой CAD-систему с рядом функциональных возможностей. ProgeCAD - это базовая САПР, не ориентированная на какую-либо конкретную область проектирования, что приближает данную программу к среде Автокад.

nanoCAD

NanoCAD - это графическая программа, применяемая в системах автоматизированного проектирования. Предназначена для разработки проектной документации в соответствии со стандартами СПДС, а также с отдельными положениями стандартов ЕСКД. Базируется на собственном графическом ядре nanoCAD.

infrasoftCAD

InfrasoftCAD - САПР на базе IntelliCAD от российской компании INFRASOFT. Программа InfrasoftCAD предназначена для архитекторов, инженеров, дизайнеров, разработчиков, создающих или использующих в своей работе CAD-чертежи. InfrasoftCAD разработан совместимым с Автокад и другими приложениями, использующими DWG-формат.

btoCAD

BtoCAD - 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения. За основу программы взят САПР IntelliCAD и библиотека OpenDWG.

GstarCAD

GStarCAD - достойный недорогой аналог Автокад ® и другим распространенным русским и зарубежным САПР, таким как nanoCAD, ZWCAD, bricsCAD, progeCAD, infrasoftCAD, btoCAD.

Одним из самых удачных решений на мировом рынке САПР являются мощные CAD программы для моделирования деталей и изделий различной сложности. Эти CAM приложения позволяют выполнять стержней, пресс-форм и штампов, создавать двух- и трехмерные модели и сборки моделей. CAD приложения применяются в , машиностроении и других отраслях проектирования во всем мире.

Оставьте свой комментарий!

Представленная в данном материале таблица представляет собой упорядоченный список производителей готовых программных решений в области систем проектирования, разработки и промышленного дизайна.

Особенности

Наряду с использованием систем автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE в данное время, как правило, используются системы автоматизированного проектирования CAD (Computer-Aided Design). Сведения из CAD -систем поступают в CAM (Computer-aided manufacturing). Следует заметить, что английский термин «CAD» по отношению к промышленным системам имеет более узкое толкование, чем русский термин «САПР», поскольку в понятие «САПР», входит и CAD , и CAM , и CAE . Среди всех информационных технологий автоматизация проектирования занимает особое место. Прежде всего, автоматизация проектирования - это дисциплина синтетическая, так как в ее состав входят различные современные информационные технологии. Так, например, техническое обеспечение САПР базируется на эксплуатации вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, также САПР практикует использование персональных компьютеров и рабочих станций. Говоря о математическом обеспечении САПР, следует отметить разнообразие используемых методов: вычислительной математики, математического программирования, статистики, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР можно сравнить с одними из самых сложных современных программных систем, в основе которых лежат такие операционные системы как Windows , Unix , и такие языки программирования как , С++ и Java , а также современные CASE -технологии. Практически каждый инженер-разработчик должен обладать знаниями основ автоматизации проектирования и уметь работать со средствами САПР. Поскольку все проектные подразделения, офисы и конструкторские бюро оснащены компьютерами, работа конструктора таким инструментом как обычный кульман или расчеты с помощью логарифмической линейки стали неактуальны. Следовательно, предприятия, работающие без САПР или использующие ее в малой степени, становятся неконкурентоспособными, поскольку тратят на проектирование значительно больше времени и финансовых средств.

Типы САПР

• Математическое обеспечение САПР (МО) - этот вид подразумевает объединение математических методов, моделей и алгоритмов с целью выполнения проектирования)
• Лингвистическое обеспечение САПР (ЛО) - это обеспечение представляет собой выражение языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками обмена данными и языками программирования между техническими средствами САПР;
• Техническое обеспечение САПР (ТО) - сюда относятся периферийные устройства, ЭВМ , линии связи, обработка и вывод данных и т. д.;
• Информационное обеспечение САПР (ИО) - состоит из баз данных (БД), систем управления базами данных (СУБД) и других данных, которые используются при проектировании;
• Программное обеспечение САПР (ПО) - это, прежде всего компьютерные программы САПР;
• Методическое обеспечение (МетО) - включает в себя различного рода методики проектирования;
• Организационное обеспечение (ОО) - представляется штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, которые определяют работу проектного предприятия.

Структура САПР

Будучи одной из сложных систем, САПР состоит из двух подсистем: проектирующей и обслуживающей. Проектные процедуры выполняют проектирующие подсистемы. Подсистемы геометрического трехмерного моделирования механических объектов являются ярким примером проектирующих подсистем. С помощью обслуживающих подсистем осуществляется функционирование проектирующих подсистем, их единство, как правило, называют системной средой или оболочкой САПР. Характерными обслуживающими подсистемами считаются подсистемы управления процессом проектирования (DesPM - Design Process Management), управления проектными данными (PDM - Product Data Management). Диалоговая подсистема (ДП); СУБД ; инструментальная подсистема; монитор - обеспечивающий взаимодействие всех подсистем и управление их выполнением - это обслуживающие подсистемы ПО. Диалоговая подсистема ПО дает возможность интерактивного взаимодействия пользователя САПР с управляющей и проектирующими подсистемами ПО, а также подготовку и корректирование первоначальных данных, ознакомление с результатами проектирующих подсистем, функционирующих в пакетном режиме.

Структура ПО САПР определяется следующими факторами:

• аспектами и уровнем создаваемых с помощью ПО описаний, проектируемых объектов и предметной областью;
• степенью автоматизации конкретных проектных операций и процедур;
• ресурсами, предоставленными для разработки ПО;
• архитектурой и составом технических средств, режимом функционирования.

Классификация САПР

САПР классифицируют по следующим принципам: целевому назначению, по приложению, масштабам и характеру базовой подсистемы. По целевому назначению выделяют САПР или подсистемы САПР, которые предоставляют различные аспекты проектирования. Таким образом, CAE /CAD /CAM системы появляются в составе MCAD:

• САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы. Здесь имеются в виду САПР функционального проектирования
• САПР-К - конструкторские САПР общего машиностроения, чаще всего их называют просто CAD -системами;
• САПР-Т - технологические САПР общего машиностроения - АСТПП (автоматизированные системы технологической подготовки производства) или системы CAМ (Computer Aided Manufacturing).

По приложениям самыми важными и широко используемыми считаются такие группы САПР как:

• Машиностроительные САПР или MCAD (Mechanical CAD) системы - это САПР для применения в отраслях общего машиностроения.
• ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы - САПР для радиоэлектроники.
• САПР в области архитектуры и строительства.

Помимо этого, существует большое количество более специализированных САПР, или выделяемых в определенных группах, или являющихся самостоятельной ветвью в классификации. Это такие системы как: БИС -САПР (больших интегральных схем); САПР летательных аппаратов и САПР электрических машин. По масштабу определяют самостоятельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР:

• Комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ)
• Комплекс анализа электронных схем;
• Системы ПМК;
• Системы с уникальными архитектурами программного (software) и технического (hardware) обеспечений.

Классификация по характеру базовой подсистемы

• САПР, которые направлены на приложения, где главной процедурой проектирования является конструирование, то есть определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Это САПР на базе машинной графики и математического моделирования. К данной группе систем относится большая часть графических ядер САПР в сфере машиностроения.
• САПР, ориентированные на приложения, в которых при достаточно простых математических расчетах перерабатывается большое количество данных. Это САПР на базе СУБД . Данные САПР главным образом встречаются в технико-экономических приложениях, например, В процессе проектирования бизнес-планов, объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.
• Комплексные (интегрированные) САПР, которые включают в себя совокупность предыдущих видов подсистем. Типичными примерами комплексных САПР могут быть CAE /CAD /CAM -системы в машиностроении или САПР БИС. Таким образом, СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий является составной частью САПР БИС. Для того, чтобы управлять такими сложными системами используют специализированные системные среды.
• САПР на базе определенного прикладного пакета. По сути это свободно используемые программно-методические комплексы, такие как, комплекс имитационного моделирования производственных процессов, комплекс синтеза и анализа систем автоматического управления, комплекс расчета прочности по методу конечных элементов и т. п. Как правило, данные САПР относятся к системам CAE . Например, программы логического проектирования на базе языка VHDL , математические пакеты типа MathCAD .

Развитие САПР

Одна из ключевых тем развития САПР - "облачные " вычисления: удаленная работа с данными, размещенными на удаленных серверах, с различных устройств, имеющих выход в интернет. На сегодняшний день облака очень существенно продвинулись в сегменте легких приложений и сервисов - преимущественно в потребительском секторе. Возможны два варианта интеграции. В первом случае в облако переносится вся инфраструктура инженерных служб, и соответственно необходимость в инженерном ПО, установленном на рабочем месте, исчезает вовсе. Во втором случае у конструктора по-прежнему остается графическая рабочая станция с установленной САПР, но при этом он получает из нее доступ к различным облачным сервисам, благодаря которым можно решать задачи, требующие весьма существенных ресурсов (например, проводить прочностной анализ). Осуществлять облачное взаимодействие возможно двумя способами: публично, когда доступ к серверу, расположенному у провайдера, открыт через интернет, и в частном порядке, когда сервер находится на предприятии и обращения к нему происходят по закрытой локальной сети. В России развитие облаков в области САПР сдерживается необходимостью соблюдать в очень многих проектах излишнюю секретность. Поэтому скорее всего именно частные облака станут в ближайшее время основным драйвером рынка. Облака - это не только новые технологии, но еще и возможность экспериментировать с новыми бизнес-моделями.

Следующая важная тенденция - альтернативные ОС. Еще лет пять назад, когда заводились разговоры об альтернативе Microsoft Windows , речь, как правило, шла о Linux . Данная тема актуальна и сегодня: отечественная национальная программная платформа, по всей видимости, будет сделана на базе ядра Linux; к этой ОС растет интерес в области образования и в госструктурах (есть примеры успешного перехода). Однако теперь уже можно говорить о существенном потенциале операционной системы Google Chrome OS . И здесь упомянутый тренд смыкается с облачным трендом - ОС Google, как известно, не подразумевает установку приложений на локальном компьютере.

Немаловажную роль в продвижении этой ОС играет тенденция к уменьшению рыночной доли ПК. Очевидно, что если в облака перенести большинство громоздких и сложных вычислений, снижаются требования к аппаратному обеспечению и появляется возможность работать на любых устройствах. Например, на планшетах. В итоге разработчикам САПР-решений придется либо разрабатывать платформонезависимые решения (облачный вариант), либо делать их мультиплатформенными.

Следующая тема - `железо`. Здесь все опять же определяется неудовлетворенностью рынка решением монополиста - классической архитектурой Intel (темпами ее развития). В этой связи явно отмечается тренд на развитие архитектуры ARM . Ее сейчас поддерживает несколько производителей, среди которых одним из самых активных является компания Nvidia (Нвидиа) . Пока данная архитектура активно применяется только в мобильных устройствах, но в ближайшее время, судя по всему, она перейдет и на стационарные ПК. Косвенно об этом свидетельствует тот факт, что будущая ОС Microsoft Windows 8 сможет работать и на ARM-архитектуре тоже (впервые не только на Intel).

Вторая тенденция - перенос существенной части вычислений с центрального процессора на графическое ядро. Данная тема относится скорее к области параллельных вычислений.

Еще один тренд - это рост рынка мобильных устройств. Наибольшее ускорение он получил в прошлом году с появлением iPad . Вначале, правда, казалось, что это устройство сугубо потребительское и в корпоративном секторе оно не будет применимо. Однако выяснилось, что оно вполне подходит для решения многих задач.

В секторе САПР сегодня многие сотрудники являются мобильными - работают на выезде, на удаленных строительных объектах, перемещаются по стране, трудятся дома. (Все это требует удобного мобильного устройства.)

Так или иначе за рубежом о том, что планшет скоро будет у каждого сотрудника инженерной службы, сегодня говорят как о свершившемся факте. Уже появились привлекательные для разработчиков мобильные платформы IOS Apple и Android Google, а также существенное количество САПР-приложений под них.

Сейчас весьма сложно сказать, уйдут ли через десять лет из нашего арсенала клавиатура и мышь. Но факт в том, что интерфейсы, ориентированные на работу с мультитач-экранами (пальцеориентированные), явно набирают популярность. В мобильных устройствах они уже практически стали стандартом. На сегодняшний день вполне понятно, что этот интерфейс более чем подходит для потребления информации. Так же ли он хорош для ее создания, для работы с САПР, сказать пока сложно. Для массового перехода к подобным интерфейсам до сих пор не хватает технологической базы. Сейчас на рынке просто не существует достаточно больших мультитач-панелей с необходимым для САПР разрешением.

Рынок САПР весьма консервативен. Даже замена одной такой системы на другую в рамках работы над одним проектом - задача довольно сложная. Что уж говорить о серьезной смене парадигмы, интерфейсов, поколений САПР. Поэтому данный рынок явно не входит в число лидеров технологической гонки - развитие есть, но очевидно не такое быстрое, как хотелось бы. Впрочем, в ближайшее десятилетие на предприятия придут инженеры, выросшие уже в эпоху интернета, новых технологий и мобильных устройств, и так или иначе они станут активно привносить на рынок элементы своей культуры.

САПР в строительстве

Цифровизация бизнеса затронула все его отрасли. В последнее десятилетие бум переживают решения для проектирования, инжиниринга и конструирования промышленных объектов. От советских кульманов проектировщики пришли к 3D-моделированию. Что цифровизация означает для этого сегмента, как помочь команде работать в едином пространстве и почему пока не удается окончательно избавиться от бумажных носителей, помогал разбираться генеральный директор компании AVEVA Алексей Лебедев.

Данный сравнительный анализ CAD/CAM-систем был выполнен для машиностроительного предприятия с целью решения следующих основных задач:

• повышение производительности работы конструкторского бюро по выпуску конструкторской и технологической документации (КД и ТД);
• снижение сроков подготовки металлообрабатывающего производства;
• организация нового производства штампов и пресс-форм.

Рассматривались CAD/CAM-системы, распространенные на российском рынке. При составлении перечня учитывалась информация российской прессы, печатные материалы фирм-разработчиков и отзывы пользователей СНГ.

Перечень в алфавитном порядке имеет следующий вид:

• ADEM v 6.1 Trial
• Autocad v 2000
• CADDS v 5
• Компас v 5.0
• MicroStation Modeler 95
• Pro/Engineer v 2000i
• SolidEdge v 6.0
• SolidWorks v 99
• T-Flex v 6.2
• Unigraphics v.15

Некоторые продукты не вошли в данный перечень по следующим причинам:

• отсутствие возможности провести опытную эксплуатацию;
• отсутствие возможности автономной работы без совместного применения с другими CAD/CAM-продуктами.

Методика испытаний

Три указанные выше основные задачи были разложены на 20 подзадач (см. табл. 1).

Для исследования возможностей продуктов предпринимались попытки решения ряда примеров, характерных для данных подзадач.

Например, для разделов «Черчение» и «Поддержка отечественных стандартов» предлагалось выполнить чертежи в соответствии с правилами ЕСКД (рис. 1).

Для «Объемного моделирования» предлагалось несколько характерных моделей (рис. 2 , ).

Для «2,5x-фрезерования» были подготовлены примеры карманов с вертикальной и криволинейной стенками (рис. 4).

Для «Объемного фрезерования» были подготовлены модели элементов пресс-форм (рис. 5).

В разделе «Адаптация к станочному парку» рассматривались библиотеки постпроцессоров в первую очередь применительно к отечественным системам управления станками. Также производились попытки написания своих постпроцессоров.

«Создание прикладных САПР» исследовалось теоретически по документации.

Для оценки «Редактирования сканированного изображения» предлагалось внести изменения в текст и графику сканированного чертежа формата A1 с последующим выводом на плоттер.

«Поддержка пользователей» проверялась по качеству русскоязычной документации и HELP. Важным показателем являлось также наличие представительства в России и доступность телефонной и e-mail-связи.

Методика оценки

Качество систем оценивалось по трехбалльной системе. Наивысший балл присваивался в том случае, если все поставленные тесты выполнялись. Частичное выполнение засчитывалось как удовлетворительное. Невыполнение всех тестов выносило оценку «плохо». При окончательном формировании оценки учитывались также личные впечатления специалистов, испытывавших систему, и время на освоение и решение задач.

Результаты сравнительного анализа систем по всем 20 показателям представлены в табл. 2 .

Для косвенной проверки полученных результатов было изучено позиционирование систем в структуре российских предприятий. При этом рассматривалась обобщенная структура, традиционно состоящая из следующих подразделений:

• проектное бюро (ПБ) - создание общих видов, общей компоновки;
• конструкторское бюро (КБ) - конструирование, выпуск КД;
• технологическое бюро (ТБ) - создание техпроцессов, выпуск ТД;
• отдел ЧПУ - программирование станков с числовым программным управлением.

Для каждого продукта рассматривался доступный список официальных пользователей любых версий системы. Оценка отражает лишь распределение внутри списка для каждого продукта и ни в коей мере не показывает соотношение частоты применения различных продуктов (табл. 3).

ADEM применяется в основном для выпуска КД и ТД. Очень часто - для подготовки УП для ЧПУ и для плоского и объемного моделирования изделий, оснастки и пресс-форм. Реже используется для объемной компоновки.

Autocad применяется для выпуска КД и ТД, не отягощенных требованиями отечественных стандартов; реже - для плоских компоновок.

CADDS чаще всего применяется для объемного моделирования и компоновки изделий, оснастки, пресс-форм, а также для подготовки УП для ЧПУ. В конструкторских подразделениях не встречается.

Компас применяется в основном для выпуска чертежной КД, реже для ТД.

Pro/Engineer чаще всего используется для объемных компоновок агрегатов типа двигатель или реактор, для разводки трубопроводов. Для выпуска КД и ТД применяется редко.

SolidEdge, SolidWorks, MicroStation Modeler 95 применяются для объемного моделирования несложных машиностроительных изделий и узлов (электродвигатель, электрофен, насос), для иллюстраций инструкций по эксплуатации, отчетов и рекламных брошюр.

Для выпуска КД и ТД практически не применяются.

T-Flex применяется для выпуска чертежей типовых деталей машиностроения. В объемном моделировании не используется.

Unigraphics чаще всего применяется для объемного моделирования изделий, оснастки и пресс-форм. Применяется и для объемной компоновки изделий типа корпус, двигатель. Относительно часто применяется для ЧПУ. В конструкторских подразделениях практически не встречается.

По результатам тестирования и опыту применения систем на предприятиях исходный перечень был разделен на три группы. К первой группе были отнесены претенденты на сопровождение проектирования; ко второй - системы автоматизации выпуска КД; к третьей - интегрированные CAD/CAM-системы, поддерживающие ЧПУ (см. табл. 4).

Заключение

Результаты сравнительного анализа могут быть распространены и на другие машиностроительные предприятия. При этом следует учитывать следующие моменты:

• система тестов должна быть разработана исходя из реальных задач конкретного производства;
• тестирование желательно производить с привлечением широкого круга сотрудников, в том числе и не имевших опыта работы с CAD/CAM-системами;
• необходимо дать системе возможность показать себя в различных подразделениях на разных задачах.

Не удивляйтесь, если в результате тестирования ваше личное представление о продукте коренным образом изменится, - действительность иногда имеет мало общего с красивыми картинками в журналах и рекламных проспектах. Чужой опыт также имеет большую ценность, даже если это и не совсем «бескорыстный свидетель». Любая информация имеет свойство устаревать, тем более в столь бурно развивающейся области, как программное обеспечение для промышленности.

«САПР и графика» 8"2000

Мировой рынок САПР (ПО для автоматизации проектирования) постоянно развивается. Современные программные пакеты позволяют не только быстро создавать выверенные до мелочей чертежи, но и 3D модели, а также техническую документацию к ним. Подобные утилиты чаще всего применяются в совокупности с автоматизированными системами анализа и расчетов, называемыми CAE.

Рынок САПР в мире и СНГ

С каждым годом объемы продажи софта САПР увеличиваются, на данный момент таким ПО пользуется не менее 6 млн человек. Рынок начал особенно активно развиваться после глобального экономического кризиса 2009 года. По прогнозам на конец 2017 года продажи САПР должны достичь $8,7 млрд.

Популярность САПР зависит от региона, в котором внедряются эти решения. Наиболее динамично софт продается в государствах, экономика которых находится на подъеме. Рейтинг наиболее популярных производителей утилит для автоматизации проектирования представлен в диаграмме 1.

Диаграмма 1. Наиболее крупные производители САПР по исследованиям JPR в 2014 году

В отличие от других секторов, занимающихся производством ПО, рынок САПР отличается большой открытостью для новых игроков, которые могут пользоваться предоставляемыми возможностями и предлагать новые технологии. Среди компаний, предлагающих большое количество инновационных решений, следует упомянуть GrabCAD, SpaceClaim и Hexagon.
По географическому распределению первое место на рынке занимают Европейские государства, что связано с присутствием на континенте предприятий, работающих в сферах, считающихся главными потребителями продуктов CAD:

• Электроники и электротехники,
• Машино- и самолетостроения.

Развитие рынка САПР в странах бывшего СССР проанализировать трудно, поскольку из всех отечественных производителей только компания АСКОН предоставляет открытый доступ к информации о своих доходах. Однако, можно говорить о том, что в странах СНГ системы проектирования 2D постепенно вытесняются программами 3D, позволяющими не только создавать объемные модели и документацию к ним, но и осуществлять менеджмент жизненного цикла проекта или состава изделия.

Большинство предприятий на постсоветском пространстве отказались от нелицензионного программного обеспечения, хотя число нелегальных пользователей остается достаточно высоким. При этом в финансовом отношении ежегодный рост рынка САПР составляет в последние 10 лет не менее 20%. Эти показатели обеспечиваются высокими мировыми ценами на нефть и большой заинтересованностью в автоматизации добывающих и перерабатывающих предприятий. Широко внедряют позволяющий автоматизировать работу софт и предприятия, работающие в области машиностроения. Основной рынок САПР в России сегодня контролирует 5 ключевых компаний.

В связи с появлением в последние годы большого количества платных услуг в области технической поддержки, предоставляемой вендором, а также усложнением функционала утилит, планируется, что в ближайшие годы рост рынка услуг как минимум на 5% опередит продажи новых лицензий.

Несомненно, в связи с кризисом объемы продаж продуктов САПР снизились, особенно если речь идет о популярных универсальных системах, однако марки, предлагающие софт более дорогой ценовой категории не ощутили значимого сокращения продаж.

Обзор программы Inventor

Данная программа – одна из самых старых систем трехмерного проектирования. Первые ее версии появились еще в 1999 году, с тех пор компанией Autodesk было выпущено не менее сотни обновлений, что превратило Inventor в своеобразный эталон на рынке отечественных САПР.
Основными преимуществами этого софта выступают:

• Наличие функции параметрического моделирования, позволяющей задавать характеристики каждому из элементов модели;
• Гибкость, под которой понимается возможность использования разных методов проектирования при достаточно низких требованиях к ПО компьютера;
• Возможность создания моделей по отдельности и включения их в сборки;
• Функция, при помощи которой можно создавать двухмерные чертежи для созданных трехмерных моделей.

Хороший обзор интерфейса и возможностей этой программы провел наш подписчик и добрый друг Михаил Азанов:

Тем, кто хочет быстро освоить функционал Inventor Autodesk также можно порекомендовать или скачать бесплатную . Либо же посетить наш .

Обзор программы SolidWorks

В данной программе используется одновременно два принципа проектирования – поверхностное параметрическое и трехмерное твердотельное, что позволяет конструктором работать над созданием трехмерных деталей и составлять сборки трехмерных электронных моделей.
С помощью программы, можно увидеть будущее изделие с разных сторон и оценить не только его технические характеристики, но и качество дизайна.

Принцип работы ПО имеет много общего со сбором конструктора «Лего»: пользователь собирает модель из шаблонных блоков, которые можно легко добавлять и удалять, а также изменять их характеристики. Полученные трехмерные модели, размещаемые в объемном виртуальном пространстве, помогают составить максимально точное представление о свойствах объекта и приблизить компьютерную модель к облику будущего изделия без необходимости макетирования.

Небольшой обзор базовых принципов моделирования в SolidWorks:

Обзор программы КОМПАС 3D

КОМПАС 3D – уникальный софт, позволяющий реализовывать идеи в 3D и создавать их документацию. При мощных функциональных возможностях программа обеспечивает простоту и удобство работы. Эталонная система хорошо известна в странах Восточной Европы, поскольку располагает обширной базой типовых параметрических библиотек, в которых содержится большое количество шаблонных моделей, позволяющих проектировать детали механизмов, машин, архитектурных форм и деталей. Разработчики предложили гибкий развитый инструментарий, отлично соответствующий целям профессионалов, решающих сложные задачи по построению поверхностей.

Программа создавалась как модульный продукт, позволяющий оптимизировать бюджетные затраты и сократить время на воплощение конструкторских и архитектурных замыслов. Пользователь имеет возможность создавать технологическую и конструкторскую документацию в виде текстовых документов и электронных таблиц. Кроме того, программа способна создавать инструкции для производственных роботов, что выгодно отличает ее от конкурентов.

Обзор интерфейса КОМПАС 3D от Студии Vertex:

Получить представление о правилах работы с софтом можно на нашем сайте в разделе .

Лучшие САПР в СНГ

Какой софт лучше всего соответствует интересам отечественных конструкторов? Все больше положительных отзывов получает КОМПАС 3D , главными преимуществами которого выступают:

• Относительно не высокая стоимость;
• Новые программные блоки;
• Модернизированный пользовательский интерфейс;
• Систематическое обновление ПО;
• Мощный модуль проектирования разнообразных спецификаций.

Стоимость лицензии КОМПАС 3D составляет от 1490 до 200 000 рублей в зависимости от типа универсальной автоматизированной системы и сферы, в которой ее планируется применять, покупатель может выбрать электронную или коробочную версию. Приобрести лицензию можно, например, здесь: http://store.ascon.ru/.

Узнать точную стоимость продуктов SolidWorks можно только связавшись с разработчиками (форма запроса – http://www.solidworks.ru/buy-solidworks/), но по слухам она составляет не менее 350000 рублей, цена Inventor столь же высока.

Итак, популярность КОМПАС 3D легко объяснить: ПО имеет доступную стоимость, правила работы с ним просто освоить, а богатая коллекция шаблонов удовлетворит нужды даже крупного конструкторского центра.

А что Вы думаете на счет КОМПАС 3D? Напишите в комментариях.

Кстати , мы закончили работу над созданием нового бестселлера – !