Сапр: что такое система автоматизированного проектирования. CAD системы: что это такое, расшифровка аббревиатуры и особенности программ Программу системы автоматизированного проектирования сапр

Практически во всех сферах деятельности человека сегодня наблюдается жесткая конкуренция. Преимущества имеют те участники рынка, кто быстрее и точнее сумеет спроектировать продукт, точно спрогнозировать его качества и определить оптимальную технологию производства. Добиваться успешной реализации идей любой сложности призвана система автоматизированного проектирования (САПР). Под этим понятием подразумевают программное обеспечение, позволяющее создавать модель объекта с максимальной точностью и предоставить производителю полный пакет конструкторской документации по международным стандартам.

Практически решают эту задачу, используя комплекс эффективных технологий по анализу, разработке, подготовке производственного процесса с помощью CAD/CAM/CAE систем. Только так можно добиться необходимого качества, снижения себестоимости продукции. Основную часть работы по созданию проекта делают компьютерные программы, скорость и точность которых многократно превышает возможности традиционных технологий, таких как создание чертежей, расчет предполагаемых нагрузок, прогнозирование поведения материалов.

Возможности и области применения

Автоматизировать производство человечество стремилось всегда. Но до середины 20-го века это были попытки усовершенствования механизмов и технологий. Первые опыты использования систем автоматизации начались после Второй Мировой Войны. Назвать прорывом применение электронных устройств для нужд ВПК в США в конце 40-х, начале 50-х нельзя. Мощности вычислительных машин было тогда недостаточно. Серьезные успехи пришли только в 70-е годы, когда появились электронные устройства, способные работать с большим массивом информации. Этот период принято называть первым этапом развития автоматизированных систем проектирования. Была доказана эффективность использования ЭВМ в решении производственных задач.

В 80-е начался второй этап электронной революции. К этому времени размер вычислительных устройств заметно уменьшился, а скорость работы существенно возросла. Серьезной причиной взрывного роста стал выпуск персональных компьютеров, с помощью которых увеличился круг пользователей.

Среди множества путей развития и нескольких крупных производителей стал вырисовываться лидер - компания IBM. Архитектура устройств с микропроцессором Intel х86 оказалась наиболее удачной для использования в автоматизации проектирования. Тогда же начали зарождаться CAD и CAM системы в машиностроении, наукоемких производствах.

Методы пространственного моделирования позволили просчитывать сложные процессы, создавать основу технологии программирования для станков с ЧПУ. К середине 80-х наметился спад в развитии популярности продуктов Apple, Motorola. Однако графические станции под управлением ОС Unix удерживали лидерские позиции. Но уже в начале 90-х программы на платформе Windows обогнали конкурентов. Предлагаемые системы для станков, оборудования были удобнее, производительнее и главное дешевле. Методы пространственного проектирования оказались востребованы в энергетике, производстве бытовой техники, автомобилестроении, космонавтике.

Активнее стала использоваться технология в машиностроении. Программы для токарных станков, обрабатывающих центров повысили качество продукции, сократили время производства. Возникла необходимость образования отдельных направлений в цифровые графике. Окончательно оформились термины CAD, CAM, CAE, их назначение и особенности.

Принятое в отечественной инженерной практике понятие САПР носит общий характер. Оно включает в себя все возможности программного проектирования. Однако удобнее пользоваться англоязычными версиями, описывающими виды и технологии выполняемых работ более детально. Наиболее популярные термины означают:

1. CAD системы - означает компьютерную поддержку проектирования (сomputer-aided design). Программы с пакетом модулей для создания трехмерных объектов с детализацией их особенностей и возможностью получения полного комплекта конструкторско-проектной документации.
2. CAM системы - переводится как компьютерная поддержка производства (computer-aided manufacturing). Прикладные программы для реализации проектов. С их помощью прописывают алгоритм работы станков с ЧПУ. В качестве основы используется трехмерная модель, сделанная по стандартам CAD.
3. CAE системы - класс продуктов для компьютерной поддержки расчетов и инженерного анализа (computer-aided engineering). Появление возможности создавать твердотельную модель требовала детального ее описания, прогнозирование эксплуатационных нагрузок, включая воздействие температуры, сопротивления среды.

Автоматизированная система проектирования в процессе эволюции разделилась на отдельные направления, в рамках которых решались узкоспециализированные задачи. Расширялся и арсенал инструментов для достижения цели. Можно на каждом этапе производства выбрать систему, наиболее подходящую в конкретном случае. Технология создания модели 3d в САПР значительно ускорило запуск новых изделий, которые проектируется с заданными характеристиками. Твердотельный прообраз проверяется и испытывается с достаточной точностью виртуально, минимизируя расходы на реальном тестировании.

Методы электронного проектирования проникают в отдельные сферы деятельности, учитывая характер производства. Подчиняясь общим правилам и нормам создаются новые направления развития. Так в 2012 госкорпорация «Росатом» перешла на Единую отраслевую систему документооборота (ЕОСДО). Программа позволила систематизировать проектную документацию. Проще стал доступ к электронному архиву. В результате повысилась производительность труда, сохранность информации, надежность ее защиты.

Примеры программ системы автоматизированного проектирования

Профессия современного разработчика требует серьезного обучения. Преподают САПР в профильных ВУЗах. Однако базовое образование не является гарантией успеха. Сектор активно развивается. Регулярно появляются новые продукты на рынке, требующие изучения и навыков работы. Становится нормой прохождение курсов повышения квалификации для инженера. Разработчики ПО идут на встречу пользователям их продуктов. Платные программы включают в себя важную опцию - возможность пользоваться поддержкой и обучаться приемам работы.

Для того, чтобы узнать все графические возможности ПО необходимо время. Многие разработчики предлагают воспользоваться бонусом для обучающихся. Так лидер рынка компания Autodesk дает лицензию для студентов на три года при пользовании 3ds Max. По функционалу программа конструирования почти такая же, как дорогостоящая профессиональная версия. Стоимость базового пакета Autodesk 3ds Max на текущий период времени составляет более 60 000 рублей для одного пользователя. Сумма большая даже для действующего инженера. Обычно такую продукцию закупает предприятие.

Потребности в 3d моделировании испытывают не только крупные предприятия. Сегодня востребовано трехмерное проектирование у индивидуальных предпринимателей и просто любителей. Для осуществление задуманных идей им нет необходимости приобретать продукцию с набором функций, необходимых в высокотехнологичных отраслях. Можно найти программы для проектирования за более умеренные деньги, либо воспользоваться бесплатными версиями с ограниченными возможностями.

Проектировщикам, работающим в системе САПР хорошо известен пакет AutoCAD. Уже много лет он пользуется заслуженным уважением за возможность реализовывать идеи достаточно простыми, интуитивно понятными инструментами. Поддерживается возможность работать как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве. Сохраняются проекты в стандартной форме САПР. Стоимость продукта позволяет приобретать его средним и малым компаниям. В качестве опробования производитель дает возможность 30 дней пользоваться программой бесплатно. За это время специалист с базовым образованием научится пользоваться основными функциями и решить, стоит ли ее покупать или нет.

К профессиональным продуктам относят и Pro/ENGINEER от американского разработчика Parametric Technology Corp. Оригинальный движок программы отличается высокой производительностью и качеством. Есть возможность вывести проект в фотореалистичном изображении в хорошем разрешении. Известен специалистам в области инноваций французский бренд CATIA. Продукт полностью интегрирован с системами CAD/CAM/CAE и может использоваться в различных областях производственной деятельности, от машиностроения до строительства.

Активно продвигается на рынке отечественная разработка компании «Аскон» программа трехмерного проектирования «Компас». Классический вариант опций для создания CAD проектов. Интерфейс, описание, помощь на русском языке, что становится причиной растущей популярности. Поддерживается функция создания текстовых и графических документов по стандарту ЕСКД. Программа проста в обучении и пользовании.

Нельзя не упомянуть ПО SolidWorks. Программа адаптирована для широкого использования на средних по мощности компьютерах. Не самый богатый функционал, но имеющихся возможностей вполне хватает для реализации достаточно сложных проектов. Программой пользуются и крупные предприятия. Производитель предлагает линейку продуктов разного назначения для решения всех задач в системах CAD, CAM, CAE. Ядром графического проектирования является собственная разработка Parasolid, которая имеет как плюсы, так и минусы.

CAD-системы (сomputer-aided design – компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР). 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.). Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.

CAM-системы (computer-aided manufacturing – компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.

САЕ-системы (computer-aided engineering – поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа.

Общая классификация CAD/CAM/CAE-систем

За почти 30-летний период существования CAD/CAM/CAE-систем сложилась их общепринятая международная классификация:

– чертежно-ориентированные системы, которые появились первыми в 70-е гг. (и успешно применяются в некоторых случаях до сих пор);

– системы, позволяющие создавать трехмерную электронную модель объекта, которая дает возможность решения задач его моделирования вплоть до момента изготовления;

– системы, поддерживающие концепцию полного электронного описания объекта (EPD, Electronic Product Definition). EPD – это технология, которая обеспечивает разработку и поддержку электронной информационной модели на протяжении всего жизненного цикла изделия, включая маркетинг, концептуальное и рабочее проектирование, технологическую подготовку, производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию. Вследствие разработки EPD-концепции и появились основания для превращения автономных CAD-, CAM- и CAE-систем в интегрированные CAD/CAM/CAE-системы.

Традиционно существует также деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Следует отметить, что это деление является достаточно условным, т.к. сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

В настоящее время на рынке широко используются два типа твердотельного геометрических ядра – Parasolid от фирмы Unigraphics Solutions и ACIS от Spatial Technology.

Российские САПР

КОМПАС 3D (АСКОН)

T-FLEX CAD 3D (Топ Системы) – Parasolid

САПР «Сударушка» - CAD/CAM/CAE система. Является развитием системы ГЕМОС (геометрическое моделирование обводов самолета), разработанной специалистами Российской авиационной промышленности в ОКБ им. А. С. Яковлева в 1989-1994 годах.

ADEM (Россия, Израиль, Геомания) - САПР для конструкторско-технологической подготовки и станков с ЧПУ. Основным продуктом является интегрированная CAD/CAM/CAPP система ADEM VX. Название расшифровывается как "автоматизированное проектирование, расчет и изготовление" (Automated Design, Engineering, Manufacturing); adem.ru. – ACIS

WinELSO 7 – предназначена для автоматизации работ при проектировании электроснабжения объектов на все напряжения 3-фазного, 1-фазного переменного и постоянного токов (Русская Промышленная Компания – авторизованный разработчик приложений под продукты Autodesk (Autodesk Developer Network)); winelso.ru.

Эксперт-СКС (Эксперт-Софт, Москва) - САПР для автоматизации на всех этапах проектирования структурированных кабельных систем, ВОЛС, ЛВС, линейных и магистральных сетей; expertsoft.ru.

Также существуют бесплатные САПР с открытыми исходным кодом.

САПР не российских производителей

Dassault Systèmes , Франция:

– CATIA - САПР для аэрокосмической промышленности;

– SolidWorks – универсальная САПР для машиностроения, Parasolid.

MathCAD (Mathsoft, сейчас – Parametric Technology Corp.) - математическое моделирование.

P-CAD (Altium, Сидней, Австралия) - САПР для проектирования электронных устройств.

Pro/Engineer (Parametric Technology Corp.) - универсальная САПР для машиностроения. Parasolid

SolidEdge (UGS – Siemens PLM Software) - 2D/3D CAD-система.

Autodesk Inc. :

– AutoCAD - самая распространённая САПР не российского производства. – – Autodesk Inventor - система трехмерного твердотельного проектирования для разработки сложных машиностроительных изделий – ACIS

Примерная стоимость систем, руб

Разделение на уровни условно, в основном зависит от функциональных возможностей и, следовательно, определяется ценой за рабочее место.

Системы низкого уровня к САПР никакого отношения не имеют. Это графические редакторы, предназначенные для автоматизации инженерно-графических работ, совместно с компьютером и монитором представляют собой "электронный кульман", то есть хороший инструмент для выполнения конструкторской документации. Эти системы называют двухмерными.

Общее название систем первого и второго уровней – трехмерные системы. Проектирование происходит на уровне твердотельных моделей с привлечением мощных конструкторско-технологических библиотек, с использованием современного математического аппарата для проведения необходимых расчетов. Эти системы позволяют с помощью средств анимации имитировать перемещение в пространстве рабочих органов изделия (например, манипуляторов роботов). Они отслеживают траекторию движения инструмента при разработке и контроле технологического процесса изготовления спроектированного изделия. Такие системы называются САПР/АСТПП (Системы Автоматизированного Проектирования/ Автоматизированные Системы Технологической Подготовки Производства), иначе говоря – сквозные САПР (CAD/CAM/CAE).

Системы CAD/CAM/CAE позволяют в масштабе целого предприятия логически связывать всю информацию об изделии, обеспечивать быструю обработку и доступ к ней пользователей, работающих в разнородных системах.

Создаваемая системой модель основана на интеграции данных и представляет собой полное электронное описание изделия, где присутствуют конструкторская, технологическая, производственная и др. базы данных по изделию. Это обеспечивает значительное улучшение качества, снижение себестоимости и сокращение сроков выпуска изделия на рынок.

Для проектирования систем электроснабжения (СЭ) возможно применение САПР из других отраслей производства, но специфические особенности систем электроснабжения как сложных технических систем требуют несколько другого подхода в проектировании.

Существующие системы проектирования СЭ, использующие вычислительную технику, ориентированы в основном на автоматизацию отдельных процедур или этапов процесса проектирования. Опыт показывает, что проще и эффективнее обучить специалистов по электроснабжению одной новой дисциплине – аппаратным и программным средствам вычислительной техники и САПР, чем специалистам-разработчикам САПР и программного обеспечения овладеть многими электротехническими дисциплинами, которые даются инженерам-электромеханикам. При изучении дисциплины "САПР электроснабжения" подразумевается знание курсов электротехнических дисциплин, а также умение работать с ЭВМ на уровне пользователя.

С увеличением роли строительства, дизайна, инженерии и моделирования для общества, возросла нагрузка на людей соответствующих профессий. Для облегчения их работы было разработано компьютерное обеспечение, выполняющее стандартный набор действий за человека, с целью экономии энергоресурсов и времени.

Первые системы были разработаны в 1970-х годах и умели чертить и создавать модели на плоскости. 40 лет спустя, усовершенствованные приложения могут даже составлять пакеты документов по тематикам на основе конструкторских и технологических данных по объектам. В этой статье мы расскажем о том, что такое программа системы CAD, как она работает, каковы ее особенности и где она применяется.

CAD и CAM системы: что это такое

Платформы помогают при работе с чертежами, графиками и списками, связанными со строительством и дизайном-проектированием. Разработка в электронном виде позволяет делать правки, которые не отразятся на макете, ведь при печати будет виден лишь последний вариант. Плюсом является повышение продуктивности, ведь пока происходит автоматизированная работа, человек может выполнять следующий этап, ускоряя время выполнения задачи. Качество разработанных графиков, документов и моделей высокое, поскольку процесс машинального выполнения не раз совершенствовался опытными специалистами.

Преимуществом КАДа является уменьшение себестоимости производства. Если средства, затраченные на выполнение плана, остаются, то они уходят в пользу компании, ее работников и на закупку новейших версий продукции. По окончанию разработки объемной модели, платформа выдает перечень материалов, из которых изготовление было бы выгоднее и удобнее. Ноутбук или ПК могут находиться в любой точке мира, однако процесс производства не будет зависеть от геолокации.

Большинство фирм отдает предпочтение системам, которые работают быстро, качественно, имеют понятный и удобный интерфейс, но при этом недорого стоят. Одним из сайтов, пользующимся популярностью у строителей и инженеров, где можно найти такую платформу, является ZWSOFT. На этой странице вы сможете подобрать устраивающий вас по цене и функционалу аналог автокада. Современные CAD системы – это совокупность мощностей, которые осуществляют исполнение основных задач инженерии и дизайна.

В них входят:

• Создание трехмерных (объемных) моделей.
• Разработка чертежей и графиков по алгоритмам, внесенным в базу.
• Составление документации по стандартной схеме, где происходит выявление характеристик по объектам.

Благодаря САПРу оптимизируется работа во многих фундаментальных направлениях, повышающих уровень жизни. Например, в архитектуре и строительстве приложения такого типа подходят для планирования и детализации внешнего и внутреннего вида зданий. Типовые постройки сдаются быстрее заявленного срока, ведь разработки готовы заранее. Для большинства компаний, чья работа зависит от массивных чертежей и шаблонов, регламентировано наличие CAD для каждого уполномоченного сотрудника.

Обеспечение может иметь различия и по набору расширений для выполнения задач разного уровня сложности. О наполнении пакета системы можно почитать в инструкции от производителя. К каждому типу с фиксированной периодичностью выпускаются дополнения, вносящие новые процедуры и корректирующие работу платформы.

Можно разделить функционал программ для инженеров и дизайнеров по следующим критериям:

• Сложность модели, которую необходимо создать.
• Количество модулей при производстве макета.
• Тип разрабатываемого объекта.
• Объем трехмерной детали и количество уровней в структуре исполнения.
• Степень автоматизации процесса черчения, производства документов и макетов.
• Вид документов и объем информации, переработанной для их заполнения.
• Цельность процесса производства. Если продукт был сделан не за один запуск программы, требуется либо система большей мощности, либо повторное использование. Последнее противоречит цели использования КАДа – экономии ресурсов.

Универсальным является софт, объединяющий в себе комплексный и интегрированный функционалы. Компании отдают предпочтение им, ведь они подходят для всех сотрудников. Чаще уполномоченные представители фирм заказывают пакеты программ на сайте сайт, где опытные сотрудники консультируют клиентов при наличии вопросов и представляют виды программ с их функционалом. Посетители сайта видят обновление версий платформ, а затем принимают решение о том, какой лучше купить.

Существуют платные и бесплатные системы, обновленные версии делятся на такие же подвиды. Вопросы от клиентов и посетителей собраны в разделе «Форум», где ведется диалог между разработчиками и пользователями. Разнообразие профессий, которым необходима автоматизация на начальном этапе работы, велико. Дизайнеры, строители, математики, инженеры, архитекторы, медики, программисты, технологи – всем необходимы узко специализированные платформы, позволяющие работать в определенной сфере.

В каждый тип КАД систем включается набор задач, выполнение которых ускоряет работу человека определенного рода занятий. САПР разрабатывают программисты совместно со специалистами разных областей, на которые рассчитаны узкопрофильные версии приложения. Существует несколько типов таких систем, и разнообразие CAD программ помогает ответить на вопрос о том, что это такое.

• Для математиков и строителей подходят платформы, в которых автоматически происходит геометрическое моделирование. Можно настроить функцию 3D Modeling, если решение задачи этого требует.
• Для этих же специалистов существует усложненная программа с большим набором автоматизации. Двухмерное и трехмерное проектирование может быть подкреплено документацией, данные по которой берутся из характеристик объектов.
• Для архитекторов, дизайнеров и инженеров разработано создание чертежей и дальнейшее проектирование по ним.
• Существует возможность сохранения и печати электронного шаблона на бумаге любого размера.
• Для программистов созданы средства CAE, облегчающие анализ ПО и устранение неполадок в работе операционной системы.
• Для технологов существует специальный набор настроек CAD и САПР, позволяющий контролировать технологическую подготовку процесса производства тех или иных продуктов. Программа автоматически составляет отчет, куда включается процентное соотношение ошибок и успешно выполненных норм.

Подробнее остановимся на системах, которые используют врачи для анализа заболеваний и общего состояния организма

Программы КАД в медицине

Отдельным семейством платформ являются CAD/CAM системы, ориентированные на анализ здоровья человека. Без них невозможно обойтись при создании искусственного органа или заполнения форм бланков регистрации пациента. Принцип работы такого софта следующий:

• Создание трехмерной модели в электронном виде.
• Проверка ошибок и общий анализ объекта.
• Изготовление протеза на фрезерном блоке.

Стоматологи пользуются программой чаще и продуктивнее. Неудовлетворительное состояние зубов может привести к инфекционным заболеваниям полости рта или всего организма, поэтому необходимо как можно скорее воздействовать на источник проблемы. Быстрая работа автоматизированного оборудования позволяет сократить сроки обслуживания клиента. Экономия времени больного является частью заботы о нем со стороны медицинского учреждения. Иногда результаты анализов и слепки появляются в день обращения в поликлинику, то есть он сразу идет с ними к своему врачу и проблема решается в течение нескольких часов.

Преимущества использования дантистами CAD следующие:

• Быстрое и безошибочное создание слепка. Поскольку работа механизирована, исключается человеческий фактор и ошибки по невнимательности персонала.
• Сохранение каркаса в базе данных в электронном виде. Функция позволяет в дальнейшем создать отчет по объекту.
• Возможность внесения доктором корректировок. При необходимости, зубной врач может поправить деталь слепка по желанию клиента. Например, если делается каркас для создания брекетов, а у пациента есть дополнительные пожелания.

Разработаны специальные станки, оборудованные числовым программным управлением, что реализует возможность создания слепков и коронок за считанные минуты. ЧПУ получает информацию от КАД и отливает объект по чертежу с учетом всех внесенных правок. Благодаря CAD была усовершенствован принцип создания коронок. Макет может быть изготовлен из оксида циркония. Этот материал не вызывает аллергических реакций и отличается высокой биосовместимостью. Импланты выглядят более естественными, ведь специалист может выбрать подходящий оттенок. Цвет будет учитываться при покрытии искусственного зуба керамической массой. Софт может предложить использование других материалов, например, хром, пластмассу, воск, титан. С медицинской и практической точек зрения наиболее подходящим по всем параметрам является оксид циркония.

Что обозначает аббревиатура CAD

В государственных стандартах и учебниках по проектированию чаще встречается аббревиатура САПР, которую можно истолковать как «Система автоматизации проектных работ». В документах можно найти толкование «Система автоматизированного проектирования», но эта формулировка применима не только к программному обеспечению, то есть не соответствует сути работы. Для перевода САПР на английский язык зачастую используется аббревиатура CAD. По ГОСТу это словосочетание приводится как стандартизированный англоязычный эквивалент термина «автоматизированное проектирование». Но КАД системы не полностью автоматизированы, для установления команд в 65% случаев требуются действия со стороны человека.

Полная автоматизация происходит лишь на немногих платформах и относится к нетрудным, прописанным в базе, действиям. С этой точки зрения, аббревиатура САПР подобрана некорректно. В расшифровке CAD, CAM, CAE легко ошибиться и запутаться, необходимо усвоить, что все эти приложения разработаны с целью помочь при проектировании и контроле за модулями производства.

Международная классификация CAD, CAE, CAM

Согласно современной классификации системы делятся на:

• Позволяющие создать трехмерную модель объекта в электронном виде. Благодаря им появилась возможность разобрать процесс создания на фазы: от чертежа до производства. Эти обеспечения называются КАД.
• Отображающие электронное описание предмета. Технология собирает данные о модели на протяжении всего ее существования: от проектирования до продажи и уничтожения. Обобщенное наименование таких платформ - CAE, эти приложения используются во всех отраслях торговли и промышленности.
• Чертежные автоматизированные конструкции, появившиеся еще в 70-х гг. Именно их создание стало точкой отсчета в развитии автоматизированной помощи работникам определенных родов деятельности. Приспособления, с помощью которых проводятся простейшие операции, программисты определяют как CAM системы.

Такое четкое разделение помогает ориентироваться на всемирном рынке компьютерного обеспечения. При выпуске программы, изготовитель указывает тип CAD, согласно общепринятой международной классификации. Закупщик может ознакомиться с документами и понять, к какому поколению относится определенный продукт, какая польза от него будет на производстве. Мы разобрались в том, что такое КАД системы и какую роль они играют в оптимизации современного рабочего процесса. Руководители компаний, понимающие, что экономия средств и времени может снизить себестоимость, активно закупают программы CAD.

Pro/ENGINEER

CAD/CAM/CAE система. Более 310,000 профессиональных пользователей работают с Pro/ENGINEER - он обладает чрезвычайной мощью,сочетая в себе непревосходимую скорость и точность. Более 42 000 предприятий по всему миру применяют PLM-продукты PTC на всех стадиях жизненного цикла изделий.
Новая версия Pro/ENGINEER предлагает прогрессивные, значительно повышающие продуктивность работы конструктора технологии моделирования и редактирования геометрии, а также аппарат создания фотореалистичных изображений высочайшего качества. Среди них – создание трёхмерных макетов в виде "облака точек", динамическая деформация трёхмерной модели и многие другие.
Разработчик - Parametric Technology Corp. , США.

CATIA

CATIA - ключевой бренд Dassault Systèmes и мировой лидер среди программных продуктов, поддерживающих проектирование и поиск инноваций. Во всем мире тысячи компаний различных отраслей используют функции виртуального проектирования, обеспечи ваемые продуктами CATIA, для создания по-настоящему успешной продукции. Решения CATIA адресуются всем компаниям, от производителей комплексного оборудования до их поставщиков и предприятий малого и среднего бизнеса.

CAD/CAM/CAE система CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) - это полностью интегрированная универсальная CAD/CAM/CAE система высокого уровня, позволяющая обеспечить параллельное проведение конструкторско-производственного цикла CATIA, являясь универсальной системой автоматизированного проектирования, испытания и изготовления, широко применяется на крупных машиностроительных предприятиях во всем мире для автоматизированного проектирования, подготовки производства, реинжиниринга. Функции, поддерживаемые CATIA/CADAMSolutions: · администрирование - планирование, управление ресурсами, инспектирование и документирование проекта;· самый совершенный моделлинг;· описание всех механических связей между компонентами объекта и приведение их в состояние пространственного взаимопозиционирования;· автоматический анализ геометрических и логических конфликтов· анализ свойств сложных сборок;· разработанный инструментарий трассировок систем коммуникаций с соблюдением заданных ограничений;· специализированные приложения для технологической подготовки производства.
Разработчик - Dassault Systèmes , (Франция).

SolidWorks

Мощный машиностроительный CAD пакет для твёpдотельного пapaметpического моделиpовaния сложных деталейисборок. Системa констpуиpовaния сpеднего клaссa, бaзиpующaясянa пapaметpическом геометpическом ядpе Parasolid.Создaнa специaльно для использовaния нa пеpсонaльных компьютеpaх под упpaвлением опеpaционных систем Windows.
Разработчик - Dassault Systèmes .

NX

CAD/CAM/CAE система NX от Siemens PLM Software предлагает инструменты и технологии нового поколения, которые способствуют преобразованию процесса развития изделия. Качественно новые инструменты позволяют разрабатывать изделия в единой управляемой среде путем интеграции всех процессов. Инструменты NX предоставляют больше возможностей моделирования, обладают гибкостью и производительностью. Благодаря объединению параметрического моделирования и моделирования без дерева построения, а такжетехнологии активного макета, облегчающей работу со сборкой, NX станавливает новые стандарты скорости, производительности и легкости применения.

Серия продуктов Unigraphics Solutions, Inc.: Unigraphics Solutions, Parasolid, Solid Edge, Unigraphics, IMAN, ProductVision, GRIP.
CSoft .

SolidEdge

Solid Edge - лидер на рынке систем автоматизированного проектирования для машиностроения , оснащенная уникальными инструментами создания и редактирования 3D цифровых макетов. Превосходные базовые функции моделирования и встроенные рабочие процессы, учет специфических потребностей конкретных отраслей, полная интеграция со средствами управления проектированием – все это позволяет разрабатывать в Solid Edge точные и безошибочные проектные решения. Инструменты моделирования деталей и сборок в Solid Edge дают возможность инженерам легко создавать самые разнообразные изделия - от отдельных деталей до сборок, состоящих из тысяч компонентов. Ориентированные на нужды конкретных отраслей команды и структурированные рабочие процессы ускоряют проектирование типовых элементов, а создание, анализ и редактирование сборок гарантирует точное сопряжение и правильное функционирование каждой детали. При проектировании в Solid Edge ваши изделия корректно собираются с первого раза.
Разработчик - . Дополнительно - CSoft .

think3

Система автоматизированного проектирования для машиностроения среднего уровня.Обеспечивает двумерное проектирование, трёхмерное поверхностное и твердотельное моделирование, проектирование изделий из листовых материалов, ассоциативность двумерного чертежа с трёхмерной моделью, фотореалистичное представление проекта.
Разработчик - think3, Inc , США.

Серия продуктов для проектирования и управления данными проекта: CAD 3D и 2D CAD, комплексное управление данными об изделии (PDM), а также взаимодействие программного обеспечения. Широкий набор дополнительных модулей по дизайну, CoCreate обеспечивает скорость, гибкость реагирования на изменения для клиентов,короткие циклыразработки, легкий процесс проектирования. Основные модули - CoCreate Modeling и CoCreate Drafting.
Разработчик - Parametric Technology Corp .

KeyCreator

KeyCreator™ это полнофункциональное программное обеспечение, обеспечивающее профес сиональных конструкторов современными инструментами для выполнения сложных проектных работ. KeyCreator позволяет полностью редактировать, как "родную", так и импортированную геометрии, поддерживает создание сложных поверхностных моделей. Простой в использовании и создании 2D чертежей и 3D моделей.
Разработчик - Kubotek Corporation , USA.

T-FLEX

Программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM объединяет программы для трехмерного проектирования, модули подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и инженерных расчетов. Все системы комплекса T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM функционируют на единой информационной платформе системы PDM T-FLEX DOCs. Российский программный комплекс T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM - набор современных программных средств для решения задач автоматизации трехмерного проектирования, конструкторско-технологической подготовки производства любой сложности в различных отраслях промышленности.
САПР T-FLEX CAD - профессиональная конструкторская программа. САПР T-FLEX CAD объединяет мощные параметрические возможности 2D и 3D-моделирования со средствами создания и оформления чертежей и конструкторской документации. Технические новшества и хорошая производительность САПР T-FLEX CAD в сочетании с удобным и понятным интерфейсом делают САПР T-FLEX CAD универсальным и эффективным средством 2D и 3D-проектирования изделий. Благодаря широкому набору конструкторских инструментов САПР T-FLEX CAD является лучшим выбором для решения любых проектных задач. Конструкторы по всему миру используют САПР T-FLEX CAD в самых различных отраслях промышленности: общем машиностроении и приборостроении, в аэрокосмической, автомобильной и судостроительной отраслях, а также в проектно-строительных организациях. САПР T-FLEX CAD применяют как при проектировании изделий основного производства, так и при создании всего комплекса необходимой оснастки - штампов и пресс-форм, инструмента и приспособлений.
Разработчик – Топ-Системы , Москва.

«bCAD Про» - программная система полного цикла проектирования: дизайна, конструирования и подготовки производства для всего, что можно изготовить из листовых и профильных материалов. Она позволяет проектировать как различные изделия из этих материалов: мебель, торговое оборудование, выставочные стенды, павильоны, малые архитектурные формы, так и помещения, в которых эти изделия находятся, для которых их изготавливают: офисы, клубы, бары, квартиры и т.п., а также различные элементы таких помещений: подиумы, стойки ресепшн, барные стойки и многое другое - успешно проектируют в «bCAD Про». Возможна работа одновременно с несколькими проектами, объединение моделей в единый проект, расстановка созданных моделей по помещению офиса или квартиры. «bCAD Про» включает в себя возможности всех остальных продуктов линейки: «bCAD Мебель», «bCAD Витрина» и «bCAD Дизайнер». Все, что написано о возможностях этих продуктов, в нем есть. В нем можно выполнять все те же работы и создавать библиотеки материалов, крепежа и комплектующих. Главными отличиями является возможность создавать изделия с профильными деталями и экспорт сведений о проетах в форматах баз данных.
Разработчик - ProPro Group , Новосибирск.

КОМПАС

Один из лидирующих российских продуктов. CAD-система, предназначенная для широкого спектра проектно-конструкторских работ, лёгкая в освоении, удобная в работе и при этом имеющая стоимость, приемлемую для комплексного оснащения российских предприятий, в том числе средних и малых. Позволяет осуществлять двумерное проектирование и конструирование, быструю подготовку и выпуск разнообразной чертёжно-конструкторской документации, создание технических текстово-графических документов. Разработчик – , Россия.

DesignCAD Series

DesignCAD - программа, которая сочетает в себе легкое в понимании и использовании 2D черчение с мощным и точным 3D моделированием для достижения потрясающих результатов в зависимости от вашего воображения и креативности. Дизайн никогда не был таким легким, как с использованием легкого в понимании интерфейса программы и обширной справочной библиотеки. Программа позволяет вам быстро создавать нужные чертежи. Также в программе имеется возможность твердотельного моделирования и создания анимации и презентаций. DesignCAD 3D Max является универсальным инструментом САПР для начинающих и продвинутых пользователей.
Разработчик - IMSI/Design, LLC. , США.

TurboCAD Pro

TurboCAD Pro - мощное универсальное средство для профессионального CAD проектирования. Объединенное 2D и 3D проектирование способно удовлетворить самых взыскательных пользователей. Полная мощь промышленного стандарта ACIS® v8 solid modeling engine сосуществует с мощным поверхностным моделированием, для предостовления Вам максимальных возможностей. TurboCAD Prol поддерживает двадцать пять из самых популярных форматов файлов, включая AutoCAD® DWG/DXF, MicroStation® DGN, 3DS, IGEN, STL и прочее. Вы также имеете возможность экспортировать Ваши проекты в HTML, JPG, MTX. TurboCAD Professional включает реалистический рендеринг, полноценное 3D моделирование с оболочками и лофтингом.... работу с файлами AutoCAD, возможность работы с сетью Интернет, обучающие программы. TurboCAD полностью настраивается, имеет встроенный Microsoft’s VBA и совместим с Microsoft Office. Эта программа также включает Software Development Kit и Visual Basic® Macro Recorder. TurboCAD Professional - это самое новое и самое мощное приложение для автоматизированного проектирования трехмерной графики.
Разработчик - IMSI/Design, LLC. , США

IronCAD

Система автоматизированного проектирования для машиностроения. Обеспечивает двумерное проектирование и трёхмерное твердотельное моделирование.
Разработчик - Visionary Design Systems, Inc. , США.

Cimatron

Cimatron – интегрированная CAD/CAM – система, предоставляющая полный набор средств дляконструирования изделий, разработки чертёжно-конструкторской документации, инженерного анализа, создания управляющих программ для станков с ЧПУ. Cimatronудовлетворяет запросам и требованиямсамого широкого круга пользователей, работает на различных платформах, в том числе на персональных компьютерах. Пользователями системы в мире являются около 6000 компаний.
Разработчик – , Израиль. Дополнительно - на Bee Pitron .

TEBIS

Развитая CAD/CAM – система. Двумерное проектирование и черчение, трёхмерное моделирование.
Разработчик – Tebis Technische Informationssysteme AG , Германия.

VISI Series

Серия продуктов Vero, развитая система: CAD/CAM/CAE Software - Molds, Tools, Wire EDM, Laser Cut. Обеспечивает двумерное проектирование и черчение, трёхмерное поверхностное и твердотельное моделирование, генерацию программ для станков с ЧПУ, визуализацию обработки детали.
Разработчик – Vero Software , США. Смотреть on-line видео .

VX CAD/CAM

Развитая CAD/CAM система. Основные модули: VX Innovator, VX Designer, VX Mold&Die, VX 3D Machinist, VX End-to-End.
Разработчик – VX Corporation , США.

Основной продукт - CADMAX SolidMaster – система автоматизированного проектирова ния, обеспечивающая двумерное проектирование, трёхмерное поверхностное и твердотельное моделирование.
Разработчик – , США.

Расчёты и анализ

ANSYS

Конечноэлементный пакет. Фирма ANSYS,Inc. в течение 35 лет является одним из лидер ов САЕ-рынка, разрабатывает и предлагает широкую линейку программных продуктов для автоматизированного инженерного анализа. Основанная г-ном Джоном Свонсоном, первоначально фирма называлась Swanson Analysis Systems, и предалагала только универсальный конечно-элементный комплекс ANSYS. Позднее программа дала имя и самой фирме. На сегодняшний день фирма является лидером рынка расчётных систем как по объёму продаж, так и по количеству используемых по всему миру рабочих мест её програмного обеспечения, и широте линейки и применимости программных продуктов: ANSYS, AutoDYN, CFX, Fluent, ICEM, Maxwell ... это лишь краткий список.

Линейка продуктов ANSYS широка и обеспечивает все нужды расчётчика на всех этапах его работы, начиная с построения или модификации геометрической и сеточной модели, далее переходя к эффективному решению задачи, и заканчивая обработкой, представлением и документированием результатов.

Основными в линейке программных продуктов являются следующие, являющиеся инструментами для решения задач:

ANSYS - прочности, теплофизики, электромагнетизма
AutoDYN - моделирования высоконелинейных и быстротекущих процессов
CFX - гидрогазодинамики
Fluent - гидрогазодинамики
Maxwell - электромагнетизма
DesignModeler - создание и\или модификация геометрических моделей
ICEM - универсальный инструмент для построения и модификации сеточных моделей
Gambit - универсальный инструмент для построения и модификации сеточных моделей для задач гидрогазоднамики

MSC.Software

Подготовка производства

IMS Software

ADEM

Система ADEM предназначена для автоматизации конструкторских и технологических бюро, цехов основного и технологического производства. Имея модульную структуру, ADEM может быть скомплектована как для решения частных задач проектирования, так и для сквозной подготовки производства. В состав системы входят модули:

ADEM CAD
ADEM CAPP/CAM
ADEM GPP
ADEM Vault
Данные модули объединяют в едином конструкторском и технологическом пространстве все известные методы проектирования и моделирования, подготовку управляющих программ для всех типов стоек станков с ЧПУ. Они обеспечивают целостность графической, технологической и расчетной информации, управление базами данных предприятия, генерация любых отчетных документов.
Разработчик - Omega ADEM Technologies Ltd. Дополнительная информация - Ловыгин Василий , Томск. ADEM в Томске .

CAD/CAM система, занимающая лидирующее положение в мире по количеству продаж и инста лляций пакета среди CAD/CAM систем. Обеспечивает каркасное и поверхностное моделирование деталей, визуализацию и документирование простых и сложных деталей и сборочных единиц, разработку управляющих программ для токарной, фрезерной, электроэрозионной обработки на станках с ЧПУ.
Разработчик - CNC Software, Inc. , США.

Vero Software

Серия продуктов для производства: CAD/CAM - автоматизированное проектирование/автоматизированное управление технологическими процессами.
Разработчик – Vero Software Plc , Великобритания. Дополнительно - Компания ПФ "МОЛД СЕРВИС" .

СПРУТ

Интегрированный комплекс программных продуктов позволит: автоматизировать все процессы подготовки и планирования производства в сжатые сроки и с высокой эффективностью; организовать работу на предприятии в соответствии с мировыми стандартами; повысить скорость, качество и производительность труда.
Разработчик - ЗАО "СПРУТ-Технология" , г.Набережные Челны, Россия.

Delcam PLC

Семейство программ компании Delcam охватывает все этапы производственного цикла. Оно соч етает в себе функциональность с новейшими технологиями в области пользовательского интерфейса. В результате резкое сокращение этапа проектирования и подготовки производства. Каждый продукт Delcam сфокусирован на специфическом аспекте конструирования, производства и контроля сложных изделий и является самым оптимальным решением в своей области применения:

Delcam PowerSHAPE, Delcam PowerMILL, Delcam PowerINSPECT, Delcam CopyCAD, Delcam ArtCAM, Delcam Exchange, Delcam Toolmaker, Delcam Electrode, Delcam PS-Team, Delcam FeatureCAM, Delcam

PartMaker, Delcam Crispin, Delcam DentCAD, Delcam DentMILL.
Разработчик - Delcam PLC .

SolidCAM

Пакет генерации управляющих программ для станков с ЧПУт при обработке деталей, с одержащих сложнуюповерхностную или твердотельную геометрию. Обеспечивает 2,5 и 3-осевую фрезерную обработку, токарную обработку, визуализацию процесса обработки.
Разработчик – , Израиль.

Концептуальный дизайн и визуализация

Autodesk® AliasStudio™

Autodesk® AliasStudio™ является частью технологии цифровых прототипов Autodesk, и известно теперь как семейство продуктов Autodesk Alias,в которое входят Autodesk® Alias® Design, Autodesk® Alias® Surface и Autodesk® Alias® Automotive.

Полнофункциональный набор инструментов для творческого процесса проектирования, помогающих компаниям создавать превосходные дизайнерские решения, обеспечивающие успех в бизнесе. Программа для дизайнеров потребительской продукции, которая позволяет управлять всем процессом работы над дизайном: от поиска идей до передачи готовых поверхностей конструкторам. Быстрее разрабатывайте и передавайте концепции, используя эскизы, 3D модели, иллюстрации, фотореалистичные изображения и анимационные ролики.
Autodesk, Inc.

Помогает быстрее разрабатывать инновационный дизайн для товаров народного потребления. Autodesk Alias является частью технологии цифровых прототипов Autodesk. Программа применяется для разработки дизайна потребительской продукции. Она охватывает весь процесс работы над дизайном - от набросков идей до передачи готовых поверхностей конструкторам.
Autodesk, Inc.

Autodesk® Alias® Surface

Autodesk® Alias® Surface предоставляет полный набор средств динамического 3D моделирования, которые позволяют преобразовывать концептуальные модели и сканированные данные в поверхности высокого качества для дизайна потребительских товаров, а также в поверхности класса А для автомобильного дизайна.
Autodesk, Inc.

Autodesk® Alias® Automotive

Autodesk® Alias® Automotive - лидирующий в отрасли продукт для автомобильного дизайна, выбор лучших автодизайнерских студиий по всему миру. В продукте представлен полный набор инструментов для визуализации и анализа охватывающий весь процесс моделирования изделий сложной формы, от создания эскизов до получения готовых поверхностей класса А.
Autodesk, Inc.

Form-Z

Система двумерного проектирования и черчения, трёхмерного поверхностного итвёрдотельного моделирования, визуализации и анимации для профессионального дизайна, визуализации и проектирования.
Разработчик – Autodessys, Inc. , США.

Прикладные САПР

Bentley Systems, Incorporated - серия продуктов

Bentley - мировой лидер в области комплексных программных решений для поддержки и нфраструктуры в течение ее жизненного цикла, т.е. при проектировании, создании и эксплуатации зданий, мостов, транспортных сетей, предприятий водо- тепло- энерго- снабжения, очистки воды и т.п.

Продукты и технология платформы MicroStation:

Анализ и проектирование зданий
Проектирование и конструирование мостов
Землеустройство
Картография
Гражданское строительство
Проектирование и конструирование заводов
Концептуальное проектирование промышленных объектов
Проектирование и анализ сетей электро- и газоснабжения
Строительное проектирование и анализ
Проектирование и анализ сетей водоснабжения и канализации, и др.

Разработчик - .

Система E3.series имеет модульный принцип построения. Она состоит из трёх основных модулей:

E3-schematic – модуль для проектирования различных типов схем (технологические, функц иональные, пневматические, электрические, однолинейные и т.д.)
E3-cable – модуль для проектирования кабельно-жгутовых схем, а также схемы внешних проводок. Включает в себя функционал модуля E3-schematic
E3-panel – модуль компоновки и трассировки. Выполняет расстановку оборудования по шкафу (щиту, панели и т.д.); трассировку проводов в соответствии с принципиальной схемой; раскладку кабелей по кабельным каналам на плане объекта.

Помимо основных модулей существуют дополнительные:
Интерфейсы по экспорту данных по жгутам и кабелям в системы трёхмерного проектирования и трёхмерной раскладки кабелей по объектам – Autodesk Inventor Professional, SolidWorks, Unigraphics, Catia.
E3-PDF Output – модуль экспорта проекта в векторный формат PDF. В таком PDF файле сохраняется структура проекта; возможен поиск изделия по любому атрибуту; переход по перекрёстным ссылкам изделий и цепей и другие возможности.
Разработчик - Zuken .

CADSTAR

Развитая система автоматизировации проектирования и изготовления электронных схем и печатных плат (PCB CAD). Разработчик – Zuken .

DEFCAR CAD/CAM

Система для проектирования и подготовки производства в кораблестроении.
Разработчик – Defcar, S.L. , Испания.

VUTRAX

Vutrax PCB CAD–система автоматизированного проектирования электронных схем и печатных плат (PCB CAD).

Planit

Серия продуктов Planit CAD/CAM - автоматизированное проектирования для дерево, камне- и металлообрабатывающей индустрии: Wood CAD/CAM Software, Stone CAD/CAM Software, Wood CAD/CAM Software.
Разработчик – Planit , США.

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.