САПР - неотъемлемая часть современной инженерии
Содержание
- Введение
- Общие положения
- Цели создания и задачи
- Существующие системы
- Перспективы развития и интеграция
- Личный опыт использования
- Список источников
Введение
Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д.
Инструменты проектирования до САПР-систем
Общие положения
САПР — организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП). Взаимодействие подразделений проектной организации с комплексом средств автоматизации проектирования регламентируется организационным обеспечением. Основная функция САПР состоит в выполнении автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей.
Цели создания и задачи
В рамках жизненного цикла промышленных изделий САПР решает задачи автоматизации работ на стадиях проектирования и подготовки производства. Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда инженеров, включая:
– сокращения трудоёмкости проектирования и планирования;
– сокращения сроков проектирования;
– сокращения себестоимости проектирования и изготовления, уменьшение затрат на эксплуатацию;
– повышения качества и технико-экономического уровня результатов проектирования;
– сокращения затрат на натурное моделирование и испытания.
Достижение этих целей обеспечивается путём:
– автоматизации оформления документации;
– информационной поддержки и автоматизации процесса принятия решений;
– использования технологий параллельного проектирования;
– унификации проектных решений и процессов проектирования;
– повторного использования проектных решений, данных и наработок;
– стратегического проектирования;
– замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием;
– повышения качества управления проектированием;
– применения методов вариантного проектирования и оптимизации.
В качестве примера можно привести анимацию
Создание 3D-модели в CAD трёхмерного геометрического проектирования
Существующие системы
Системы САПР
Наиболее популярное системой является AutoCAD, что вполне очевидно – это самая популярная в мире САПР, для многих это просто синоним САПР и другого они не знают. Также следует отметить – AutoCAD для ВУЗов и студентов официально бесплатен.
КОМПАС-3D – самая популярная в российском сегменте, так как это система российского производства. Этот факт обоснован тем, что в КОМПАС-3D все по ГОСТам: и размеры, и шрифты, и оформление. А также хорошая библиотека в том числе и 3D гостированных деталей и крепежа. Очень удобно и просто.
Куда более скромные, в плане популярности показывают себя SolidWorks и Autodesk Inventor, это объяснется рядом причин:
Их освоение требует более продвинутой системной инженерной подготовки, которой еще нет на первых курсах, да и в целом ее качество по стране оставляет желать лучшего.
Работа с такими пакетами предполагает и более мощного аппаратного обеспечения, а это вопрос – финансовый.
Что касается SolidWorks – продукт не бесплатный и даже варианта, доступного западным студентам, с номинальной ценой образовательной лицензии порядка 100 евро, у нас в стране нет. А жаль, ведь из 1.7 миллиона лицензий SolidWorks в мире более 1 млн - студенческие.
Преподаватели часто сами не умеют работать в параметрических 3D пакетах и, соответственно не могут оказать помощи студенту.
SolidWorks и Inventor – имеют только пакеты для машиностроителей, т.е. сразу можно вычеркнуть из списка их потенциальных пользователей будущих архитекторов, строителей, геодезистов и т.п.
Перспективы развития и интеграция
Если необходимость автоматизации бухгалтерского учета и отчетности, кадровых вопросов и документооборота в целом уже осознана руководителями предприятий, то необходимость приобретения современных САПР во многих случаях приходиться доказывать.
Эффективность производства часто рассчитывается по упрошенным схемам, не включающим в себя научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИР и ОКР). Случается, что указанные работы включаются в расчет эффективности только как чисто затратные статьи, другими словами – убытки. Такой подход является в корне неверным: ведь именно проектная и конструкторская деятельность способна вывести производство на новый уровень развития и наладить массовый выпуск новой, конкурентоспособной продукции.
Лучший метод убеждения руководства – представление ему обоснованных, прикрепленных реальными примерами внедрений и подтвержденных экономическими расчетами предложений от нижнего и среднего управленческого звена. Однако далеко не каждый грамотный технолог или конструктор одновременно является опытным экономистом. Именно поэтому иногда в спорах о пользе САПР верх над техническими службами одерживают финансовые, умело использующие слова «затраты» и «выгода».
Что можно здесь посоветовать руководителю любого предприятия, имеющего собственное конструкторское подразделение? Конечно, решение будет принимать именно он, тем не менее, существует, по крайней мере, три объективных фактора:
1. Нелегальные (пиратские) программные продукты, особенно иностранного производства, не могут быть использованы на полную мощность. К таким программам не прилагается нормальная документация, нет возможности пользоваться технической поддержкой, да и качество нелегальной копии может оказаться неважным. Для серьезных проектов необходимо использовать купленные лицензионные системы
2. Если на предприятии нет вовсе или есть сильно устаревшая САПР, то во многих случаях разумно начинать внедрение (или замену) с «легкой» современной системы, которую можно освоить за сравнительно небольшой срок и для эксплуатации которой пользователю не требуется глубоких специальных знаний.
3. В настоящее время существуют САПР российского производства, увы, но казахстанские готовые САПР не выпускаются, вполне конкурентоспособные по сравнению с импортными.. По мнению многих специалистов, при выборе зарубежной или российской САПР при прочих равных условиях предпочтение сегодня стоит отдавать именно российским разработчикам, так как в этом случае существенно расширяются возможности обучения, внедрения, сопровождения, обновления и оперативного исправления выявленных недостатков.
Личный опыт использования
Во время обучения в бакалаврате, мне потребовалось создать 3Д-модель своей работы. На то время это казалось чем-то непостижимым, создать с нуля все детали механизма и собрать их воедино, что бы все детали, будь они стандартные из библиотеки или же созданные мною лично, становились на свое место, вырисовывая общуюю картину механизма.
В качестве системы для проектирования я выбрал КОМПАС-3D. Это система была мне наиболее знакома по предыдущим годам обучения. Тем более в ней имеются библиотека с ГОСТами, что сильно облегчало работу. Начинать проектировать пришлось с изучения внутренней библиотеки методических материалов. Так как работа предстояла непростая, но все-таки приложив все усилия и пройдя путь проб и ошибок, сумел достич положительного результата, который и отразился в моей работе.
Сборка блока механизма