Что такое сапр и почему за этим будущее

T-FLEX CAD

Одна из самых мощных отечественных САПР среднего уровня, построенная на основе лицензионного трехмерного ядра Parasolid. Благодаря этой особенности T-FLEX CAD является наиболее удачным выбором при переходе на российский софт для тех, кто работал с системами NX, SolidWorks и SolidEdge, использующих это же ядро. T-FLEX CAD содержит профессиональные инструменты для создания параметрических моделей и чертежей, оптимизации, анализа изделий и создания пакета КД.

мощнейшие инструменты параметризации эскизов, деталей и сборок, многие из которых являются уникальными даже для зарубежных САПР, поскольку не требуют навыков программирования;
продвинутые средства трехмерного моделирования, поддерживающие стабильную работу даже со сложными сборками из сотен тысяч компонентов;
интеллектуальные инструменты для расчета и оптимизации конструкций;
огромный набор бесплатных библиотек типовых и стандартных элементов, ускоряющих процесс проектирования;
простой механизм создания приложений для автоматизации конкретных задач предприятия без использования программирования;
возможность совместной работы над проектом множества специалистов, своевременное внесение и журналирование изменений документов;
интеграция с программами комплекса T-FLEX PLM.

Сегодня T-FLEX CAD используют в основном крупные предприятия авиастроительной отрасли, что много говорит о его производительности и выдающейся функциональности. Узнать об инструментах решения или попробовать их в действии можно на странице продукта.

Преимущества

1. Высокая точность и низкая ошибка

CAD, будучи компьютерной программой, очень точный. Фактически, он имеет гораздо более низкие пределы допуска, чем традиционный чертеж. Процент ошибок, возникающих при рисовании вручную, можно значительно снизить с помощью программного обеспечения САПР.

Высокая точность и низкий допуск гарантируют, что предел погрешности для различных моделей, созданных в САПР, также низок. Такой низкий предел погрешности особенно желателен, когда несколько узлов должны быть соединены вместе.

В САПР также есть инструменты, которые можно использовать для измерения точности и точности проектов.

2. Автоматизация процесса проектирования

CAD позволяет пользователю спроектировать и создать модель каждой подсборки большой сложной детали. CAD также позволяет пользователю затем собрать все эти узлы, чтобы увидеть, как все это сочетается друг с другом. Он автоматизирует важные части фазы проектирования.

В прошлом нужно было создавать прототипы каждой части, а затем вручную собирать все вместе. Если что-то было не так, все прототипы были потрачены впустую.

С помощью САПР пользователь может повторять и обновлять проект столько раз, сколько необходимо, чтобы сборки работали. И нет денег, потраченных зря на изготовление дорогих прототипов. Единственные деньги, потраченные на внесение изменений, – это дополнительное время, необходимое дизайнеру.

3. Экономия времени

САПР позволяет пользователю проектировать деталь намного быстрее, чем при традиционном черчении. Некоторые конструкции и формы часто создаются заранее. Следовательно, необходимо внести лишь незначительные изменения.

CAD также позволяет пользователю автоматизировать трехмерные изображения и интегрировать несколько компонентов одной и той же модели одновременно друг с другом. При традиционном черчении нужно было построить прототипы и интегрировать все, чтобы увидеть, будет ли результат успешным.

CAD может масштабировать модели с использованием технологии векторной графики. Чтобы изменить масштаб модели, достаточно ввести несколько цифр. Технология векторной графики использует математические формулы для создания цифрового изображения созданной модели. Весь процесс занимает самое большее несколько минут.

При традиционном черчении новый рисунок с большим масштабом должен создаваться вручную, что занимает гораздо больше времени, чем нажатие нескольких кнопок.

4. Моделирование

Программное обеспечение САПР может учитывать физические свойства и свойства материала модели, которую вы создаете. САПР может позволить пользователю собрать все узлы вместе и посмотреть, как будет выглядеть готовое изделие, и все ли размеры и допуски соблюдены. Он позволяет инженерам и клиентам визуализировать конечный продукт.

Если в некоторых из ваших узлов используются разные материалы, то САПР может дать вам более четкое представление о том, как эти узлы с несколькими вариантами материалов будут собраться вместе. Программное обеспечение САПР может моделировать взаимодействие различных материалов друг с другом. Если нужно провести такой анализ и моделирование в традиционной установке для черчения, это займет гораздо больше времени.

5. Повторное использование и совместное использование

Будучи компьютерным программным обеспечением, САПР позволяет легко копировать его проекты. Можно полностью воспроизвести всю конструкцию или использовать отдельные фрагменты существующей модели для создания новой вариации. Весь процесс выполняется так же быстро, как копирование и вставка.

Тиражирование предыдущей модели также безупречно. Нет шансов на ошибку, потому что пользователю просто нужно перепечатать старую. При традиционном черчении могут закрасться ручные ошибки, даже если новая модель является точной копией старой.

Файлы САПР – это электронные файлы. Следовательно, их можно передавать, совместно использовать и отправлять на другой конец света за считанные секунды. Следовательно, использование САПР обеспечивает высокую степень гибкости. Команды со всего мира могут совместно работать над проектами благодаря системам CAD.

6. Легко вносить изменения

Если инженер или менеджер не удовлетворен вновь созданной моделью САПР, он/она может легко попросить дизайнера изменить что-либо в этой модели. Изменения часто выполняются в несколько щелчков мышью. Такая простота и скорость внесения изменений просто невозможны при традиционном черчении.

Поскольку САПР позволяет рассматривать модель под разными углами, ошибки, которые в противном случае могут быть не очевидны при определенном виде, могут быть легко обнаружены. пятнистый. Затем их тоже можно исправить.

Классификация

Классификация по ГОСТ

ГОСТ 23501.108-85 устанавливает следующие признаки классификации САПР:

тип/разновидность и сложность объекта проектирования
уровень и комплексность автоматизации проектирования
характер и количество выпускаемых документов
количество уровней в структуре технического обеспечения

По отраслевому назначению

MCAD (англ. mechanical computer-aided design) — автоматизированное проектирование механических устройств. Это машиностроительные САПР, применяются в автомобилестроении, судостроении, авиакосмической промышленности, производстве товаров народного потребления, включают в себя разработку деталей и сборок (механизмов) с использованием параметрического проектирования на основе конструктивных элементов, технологий поверхностного и объемного моделирования (SolidWorks, Autodesk Inventor, КОМПАС, CATIA);
EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided design) — САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных схем, печатных плат и т. п., (Altium Designer, OrCAD);
AEC CAD (англ. architecture, engineering and construction computer-aided design) или CAAD (англ. computer-aided architectural design) — САПР в области архитектуры и строительства. Используются для проектирования зданий, промышленных объектов, дорог, мостов и проч. (Autodesk Architectural Desktop, AutoCAD Revit Architecture Suite, Bentley MicroStation, Bentley AECOsim Building Designer, Piranesi, ArchiCAD).

КОМПАС-График

К счастью, на отечественном рынке присутствуют не только зарубежные разработчики. Одной из самый популярных российских программ для создания чертежей и автоматической генерации проектной и конструкторской документации можно считать КОМПАС-График – разработку компании «Топ Системы»

Важно отметить, что этот продукт идеально сочетается практически с любой CAD-системой, поэтому может служить хорошим дополнением вашей 3D-САПР

Среди особенностей решения КОМПАС-График можно отметить:

поддержку ЕСКД, СПДС и других распространенных российских и мировых стандартов;
большой спектр выпускаемой документации, которая может потребоваться для производства и дальнейшего использования изделий;
наборы инструментов для машиностроения и строительства, которые помогают автоматизировать значительную часть задач, типичных для данных отраслей;
поддержку файлов всех распространенных форматов для простого обмена данными с другими системами.

Ну и, конечно, не стоит забывать о стабильности работы решения, которое гарантированно останется с вами, поскольку является полностью российской разработкой. Узнать о возможностях КОМПАС-График подробнее можно на странице продукта на нашем сайте.

КОМПАС-3D

КОМПАС-3D – это еще одна российская система параметрического моделирования деталей и сборок, используемая в сфере машиностроения, приборостроения и строительства. САПР принадлежит компании АСКОН и является, наверно, самой популярной отечественной разработкой в области проектирования.

К преимуществам системы КОМПАС-3D относятся:

простой и понятный интерфейс, позволяющий максимально быстро изучить продукт;
использование в основе трехмерного ядра и технологий параметризации собственной разработки;
полная поддержка ГОСТ, ЕСКД, СПДС и других российских и мировых стандартов при проектировании и оформлении документации, а также возможность автоматической проверки проекта на соответствие им;
расширения со специальными инструментами и наборами стандартных компонентов для машиностроения, строительства и приборостроения, значительно ускоряющие проектирование;
большой выбор приложений для разных разделов проекта, позволяющих собрать индивидуальную конфигурацию решения для каждой компании;
простая интеграция с любыми PLM-системами, присутствующими на рынке.

Более подробную информацию о КОМПАС-3D можно получить на странице продукта. Там же доступна возможность скачивания бесплатной демоверсии отечественной САПР.

Знание САПР открывает новые возможности для карьерного роста

В повседневной работе всем инженерам приходится иметь дело с инженерными чертежами. Поэтому изучение и освоение профессионального инструмента CAD в самом начале карьеры окупается в долгосрочной перспективе. Даже если они захотят заняться производством, им потребуются знания САПР для создания оснастки и приспособлений, а также для внесения изменений в проект перед его фрезерованием. Если они не хотят работать в области САПР полный рабочий день, они могут работать как внештатные специалисты по САПР, зарабатывая деньги быстро и без особых усилий

Работа в САПР — это необходимый навык, на который обращают внимание работодатели. С финансовой точки зрения целесообразнее нанять человека, обладающего всеми необходимыми навыками, чем нанимать для работы над одним и тем же проектом двух человек, обладающих лишь половиной знаний

SolidEdge

Система трехмерного моделирования машиностроительных изделий, которую разрабатывает Siemens PLM Software.

Среди преимуществ системы можно выделить:

комбинацию технологий параметрического моделирования на основе конструктивных элементов и дерева построения с технологией прямого моделирования в рамках одной модели;
расчетные среды, включая технологию генеративного дизайна;
поддержку ЕСКД при оформлении документации;
расширенные возможности проектирование литых деталей и оснастки для их изготовления;
встроенный модуль автоматизированного создания схем и диаграмм;
тесную интеграцию с Microsoft SharePoint и PLM-системой Teamcenter для совместной работы и управления данными.

UPD к сожалению, сейчас приобрести продукты Siemens PLM Software на территории России невозможно

Разновидности САПР

Отраслевое назначение – не единственная классификация, в рамках которой многочисленные системы САПР делятся на отдельные виды. Большую роль играет деление по ГОСТ и назначению.

По ГОСТ

Классификация инженерных программ, согласно ГОСТ, включает разделение по признакам:

тип и сложность проектируемого объекта – эта классификация рассмотрена выше;
уровень автоматизации: низкий (до 25%), средний (от 25% до 50%), высокий (от 50%);
комплексность автоматизации: одноэтапные, многоэтапные, комплексные;
вид выпускаемых документов: на листе, на машинных или на фотоносителях;
производительность выпуска документации: малая, средняя, высокая.

Также значение имеет число уровней технического обеспечения. По этому признаку решения классифицируются на одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые.

По назначению

Проектировочные работы включают многочисленные аспекты, за каждый из которых отвечает тот или иной тип программ согласно своему целевому назначению. Выделяют 4 разновидности:

CAD. Предназначены непосредственно для моделирования двумерных или трехмерных проектов, а также для создания технологической и конструкторской документации. Категория включает подкатегории CADD и CAGD, инструменты в которых отвечают за создание чертежей и формирование геометрических моделей соответственно.
CAE. Продукты для симулирования и исследования физических процессов, проведения конструкторских расчетов, динамического тестирования и оптимизации проектов. Отдельно выделяется подкатегория CAA, включающая ПО для компьютерного анализа.
CAM. Применяются на этапе подготовки изделия к выпуску, используются для управления оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) или гибких автоматизированных производственных систем (ГАПС) для изготовления изделий.
CAPP. Категория средств, которые объединяют в себе возможности уже рассмотренных выше CAD и CAM. Используются для планирования технологических процессов.

Стоит заметить, что многие САПР являются комбинацией двух или более перечисленных выше аспектов. Наиболее часто встречаются сочетания CAD/CAM, CAD/CAE/CAM и CAD/CAE. Именно совместное использование программ обеспечивает эффективную разработку и производство.

Достоинства систем автоматизированного проектирования

Использование САПР в первую очередь значительно упрощает труд инженера-проектировщика. Если раньше специалисты разрабатывали чертежи и документацию от руки, сегодня это выполняется в автоматизированном режиме. Другие преимущества:

ускорение процесса проектирования и конструирования деталей в 1,5-2 раза;
уменьшение затрат на изготовление изделий вплоть до 20%;
удешевление процесса разработки и расходов на эксплуатацию;
меньшие расходы на формирование моделей и проведение тестов;
значительный рост качества и технического уровня результатов работы.

В совокупности перечисленные преимущества делают предприятие более конкурентоспособным за счет увеличения качества выпускаемой продукции вместе с уменьшением себестоимости.

Пример работы САПР программы SolidWorks

Преимущества САПР

САПР (системы автоматизированного проектирования) предоставляют целый ряд преимуществ, благодаря которым они широко применяются в различных областях:

Увеличение производительности и эффективности работы. САПР позволяют автоматизировать множество процессов, что значительно сокращает время, затрачиваемое на выполнение задач. Благодаря этому, инженеры и проектировщики могут сосредоточиться на более сложных и творческих аспектах проекта.
Улучшение качества проектов. САПР позволяют снизить вероятность ошибок и недочётов в проектах. Они автоматически проверяют соответствие проекта стандартам и нормам, делая его более надежным и безопасным. Также САПР позволяют проводить тестирование и симуляцию проектов, что позволяет выявить проблемные моменты ещё до начала физической реализации.
Улучшение коммуникации и сотрудничества. САПР предоставляют возможность коллективной работы над проектом. Они позволяют различным специалистам вносить свои правки и комментарии, обмениваться информацией, проводить совместное обсуждение и анализ проекта. Это сокращает риск непонимания и повышает эффективность сотрудничества.
Сокращение затрат. Использование САПР позволяет снизить затраты на разработку проекта. Они позволяют оптимизировать использование ресурсов и материалов, а также позволяют проводить точные расчеты и прогнозирование затрат. Благодаря этому, возможно значительное сокращение издержек на каждом этапе проекта.
Большая гибкость и адаптивность. САПР позволяют быстро вносить изменения и модификации в проекты, даже на поздних этапах. Это особенно полезно в случае изменения требований или появления новых идей. Благодаря гибкости САПР, проект можно легко перестраивать и наращивать, минимизируя временные и финансовые затраты.

Продуктивность, качество, сотрудничество, эффективность, экономии – эти и другие преимущества делают САПР одной из неотъемлемых и важнейших технологий в современном проектировании.

Знание САПР позволяет сократить потребность в ресурсах

Инженер, владеющий навыками работы с программами автоматизированного проектирования, может выполнять свою работу с минимальными затратами ресурсов. Знание САПР позволяет инженеру приступить к работе из любого места, даже из дома. С появлением цифрового производства, такого как 3D-печать, станки, расположенные на рабочих местах, теперь могут изготавливать детали за пару часов. На 3D-принтере можно распечатать проект, выполненный в CAD-системе, за половину времени и затрат, необходимых для производства той же детали на заводе.

Производство больше не ограничивается несколькими заводами на окраине города. Любой человек, владеющий программами 3D CAD-моделирования, такими как SelfCAD, Fusion 360 и Solidworks, Rhino3D, может приступить к разработке уникальных изделий, таких как детали машин, инструменты, целые механизмы, транспортные средства, средства защиты и многое другое. Таким образом, снижается общая стоимость производства и проектирования, так как количество людей, участвующих в процессе, резко сокращается до человека, создающего CAD-проект и передающего его на 3D-принтер для производства.

В заключение следует отметить, САПР — это важный навык, которым должны владеть все инженеры. Он оптимизирует производственную отрасль, облегчая передачу идей; помогает инженерам улучшить пространственное восприятие; позволяет инженерам легко переносить свои идеи в визуальную среду, которую может просматривать и с которой может взаимодействовать любой желающий.

Применение САПР

Сфера применения определяется отраслевым назначением того или иного комплекса для автоматизации. По данному признаку классификация насчитывает 3 основные разновидности:

MCAD. Программно-технические комплекты, разработанные для формирования проектов механизмов. Без них не обходится изготовление автомобилей, речных и морских судов, космических аппаратов. Кроме готовых изделий проектируются и конструктивные детали. Яркие представители систем проектирования из этой категории – КОМПАС, SolidWorks.
EDA. Средства, широко используемые для конструирования как готовых электронных приборов, так и их составляющих – микросхем и печатных плат. Другое название данной категории – ECAD. Популярные у специалистов решения – OrCAD и Altium Designer.
AEC CAD. Главное назначение этих систем заключается в автоматизированной разработке строительных и архитектурных объектов. К ним относятся промышленные и жилые здания, автомобильные и железные дороги, мосты и объекты инфраструктуры. Программные продукты для этого направления есть у AutoDesk, AutoCAD, Bentley.

Таким образом, для каждого направления инженерной деятельности есть свои продукты с предназначенным для этого функционалом. Благодаря такому разделению в каждом комплексе есть только нужные инструменты и ничего лишнего, а это упрощает и ускоряет работу инженера.

Цели, возможности и применение

Разработки собственно САПР преследуют исключительно мирные цели, направленные на повышение эффективности труда работников технических отделов (инженеров, конструкторов, проектировщиков). Возможности для этого предоставляет сам человек, взаимодействующий с вычислительной электроникой, и эта связка способна решать поставленные задачи, на разных стадиях проектирования, с последующей подготовкой производства. Способствуют в достижении этого следующие сопутствующие факторы:

многократно облегченный и упрощенный производственный процесс планирования;
снижение конечных сроков готовых к реализации базовых проектов;
улучшение показателей качества проектирования на каждом отдельно взятом этапе;
сокращение статьи затрат на моделирование и тестирование ввиду отсутствия доработок;
существенное сокращение затрат за счет отсутствия эксплуатации большого числа сотрудников.

Подобные преимущества, это результат достоинств и эффективности элементов автоматизированной системы. В частности:

информационной базы данных, включенной в структуру программного обеспечения;
функции автоматического сбора и классификации сопутствующей документации;
системных возможностей для конструирования с одновременным моделированием;
режима тестирования конечного проекта с функцией математических вычислений;
функции сбора и классификации оптимального управления предприятием;
архива с оптимальными решениями моделирования при минимизации затратной части;
библиотек с примерами готовых решений, включенных в структуру программного обеспечения.

Составляющая часть и структура

По государственным стандартам, структура САПР включает комплекс элементов, считающихся отдельными составляющими, но в работе взаимодействующих между собой:

КСАП (Комплекс Средств Автоматизации Проектирования), состоящий из ряда собственных подсистем, а также некоторых входящих непосредственно в САПР. Но включены они в общий комплекс не на постоянной основе, а на периодической, в момент их эксплуатации, кроме тех, что не вошли в программный комплекс системы и объединяются общей функцией.
ПТК (Программно-Технический Комплекс), назвать его самостоятельным достаточно сложно, все компоненты заключенные в этом комплексе, направлены на обеспечение САПР. Он осуществляет инженерный анализ, и проводит расчет полученных данных. А вот функций работающих самостоятельно как у КСАП не имеет, но может эксплуатироваться им.
ПМК (Программно-Методический Комплекс), так же как и предыдущий, включает в себя только компоненты, обеспечивающие общую систему. Имеет встроенный модуль с управленческими функциями, контролирующими деятельность и ПТК, и КСАП, точнее их результат. Также может эксплуатироваться последним, но при этом и сам использует подсистемы.

Важной составляющей частью структуры САПР, являются включенные в нее подсистемы, наделенные системными свойствами, выделенные при создании как самостоятельные элементы. В этом САПР можно сравнить с пчелиными сотами, состоящими и ячеек-подсистем – неотъемлемых от общего тела и взаимозависимых между собой

Каждая ячейка отвечает за выполнение и обеспечение определенных функций и задач, обладая набором собственных проектных решений и документацией, для этого предназначенной. Все подсистемы распределены на 2 основных вида назначений:

Обслуживающие – отвечают за поддержку функциональных возможностей всех основных компонентов проектирования, входящих в общую систему, являясь своеобразной оболочкой САПР. Данные подсистемы обеспечивают трафик данных и их обработку, оформление, в ведении также находится и программное обеспечение, его поддержка и сопровождение.
Проектирующие – отвечают за реализацию проектов на определенных этапах, или за группу связанных между собой общими задачами. По ориентации, относительно объекта находящегося в проектировании, подразделяются на 2 категории:
- объектные – предназначающиеся для выполнения проектных процедур и операций, при наличии прямой связи с конкретными типами среди объектов;
- инвариантные – им отводятся выполнение тех же процедур и операций, только унифицированных, представляющих смысл для большинства типов объектов.

Критерии выбора САПР

Критериев такого выбора можно назвать немало, получится внушительный список, однако этого делать нет смысла, учитывая, что они кардинально меняются в зависимости от назначения такого софта

Прежде всего, нужно принять во внимание уровень сложности решаемых задач и их объема, то, каким должен быть конечный продукт, сроков, отведенных на выполнение работ и всего, что с этим связано. Ну и, конечно же, выбор зависит от самого пользователя, не его предпочтений или чутья, а квалификации, насколько хорошо он знаком с работой и особенностями системы автоматического проектирования

А в остальном, следует обращать внимание только на следующие показатели:

Функциональные возможности – в этом плане важен только уровень решаемых задач, обычно их 3: легкий, средний и высокий. Легкие, (двумерные) самые распространенные из систем, их возможности направлены на выпуск технических документов, предназначенных для конструирования, разных этапов разработки и оформления. Средние, (трехмерные) они намного функциональнее, удобнее и популярнее предыдущих, используются для изготовления виртуальных прототипов, последующего анализа, создания программ. Относящиеся к высоким, (трехмерные) не отличаются удобством и сложные в восприятии, но обладают расширенными функциональными возможностями и содержат множество полезных приложений.

Удобство интерфейса – является определяющим в выборе, от этого зависит адаптация новых пользователей. Лучшими считаются разработки от Windows, с ее неизменным компонентом — Microsoft Office, наиболее удобный пакет для оформления, в том числе и в данном случае
Предпочтение им отдают миллионы пользователей, за быстрое достижение поставленных результатов, полный комплект необходимых инструментов и функций.

Локализация и стандартизация – одно из первых, на что нужно обращать внимание при выборе – наличие русскоязычного интерфейса и соответствует ли продукт государственным стандартам

Это важно в работе, незнание английского языка, в случае отсутствия русского, делает такой софт совершенно бесполезной тяжеловесной обузой для жесткого диска
Это же касается и отсутствия возможности выпускать документацию по ГОСТу.

Наличие дополнительных приложений – не менее важная деталь, скупая программная база, это ограниченная функциональность в работе и необходимость устанавливать специализированные приложения самостоятельно. Даже если они не имеют смысла на текущий момент, то в будущем могут пригодиться, избавить от лишних трат и поисков.

Инсталлированная база – то, на что мало кто обращает внимание, а между тем, это не просто информация о разработчике и фирме изготовителе, это доступ к команде специалистов, способных оказать неоценимую помощь и поддержку

В случае каких-либо вопросов или сложностей в работе, всегда можно обратиться в техническую службу или даже к людям, принимавших участие в создании софта.

Космические технологии совсем рядом

Протянутая рука сегодня вполне может оказаться не человеческой, а рукой робота. Благодаря программной среде уже разработаны несколько робото-рук, которые предназначены для работ в неподходящих для человека условиях. Оператор робота — обыкновенный человек — из безопасного места на расстоянии управляет им, машина же воспроизводит все движения рук оператора.

Российские ученые тоже массово используют эти решения в самых высокотехнологических областях. Так, «Конструкторское бюро химавтоматики» разрабатывает жидкостные ракетные двигатели, активно используя САПР. К слову, это именно то конструкторское бюро, которое участвовало в подготовке и реализации исторического полета в космос Юрия Гагарина.

Так что будущее совсем рядом с нами. Стоит только копнуть глубже, и вы увидите прогресс. А инновационные инженерные решения еще больше приближают нас к будущему — которое, как известно, всегда начинается сегодня.

Фото: SolidWorks