ИНФОРМАТИКА - a0601.narod.rua0601.narod.ru/Informatika/Informatika_CADCAMPCAEPLM_Part_I.pdf · ИНФОРМАТИКА Направление подготовки: 230100

ИНФОРМАТИКА

Направление подготовки: 230100 Информатика и

вычислительная техника

Профиль подготовки: Системы

автоматизированного

проектирования

Квалификация: бакалавр

Лекция 1

САПР/АСТПП.

Основные понятия и концепции.

Интегрированные технологии.

Автоматизация проектирования.

САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.

Система автоматизированного проектирования —

автоматизированная система, реализующая

информационную технологию выполнения функций

проектирования, представляет собой организационно-

техническую систему, предназначенную для автоматизации

процесса проектирования, состоящую из персонала и

комплекса технических, программных и других средств

автоматизации его деятельности. Наиболее популярная

расшифровка аббревиатуры САПР. ГОСТ 23501.101-87

АСТПП – Автоматизированная система технологической

подготовки производства

http://protect.gost.ru/v.aspx?control=7&id=140533




http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:FAE_visualization.jpg&filetimestamp=20060318200037



Цели создания и задачи САПР:

Основная цель создания САПР — повышение эффективности труда инженеров,

включая:

сокращения трудоѐмкости 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 целей создания САПР обеспечивается путем:

автоматизации оформления документации;

информационной поддержки и автоматизации 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.






САПР/АСТПП

Английский эквивалент

Для перевода САПР на английский язык зачастую используется аббревиатура

CAD – computer - aided design.

Однако понятие CAD не является полным эквивалентом САПР, как

организационно-технической системы. Термин САПР на английский язык

может также переводится как CAD system, automated design system, CAE

system.

На данный момент можно говорить о соответствии (неполном) отечественного

сочетания понятий САПР/АСТПП/«Система Управления инженерными данными»

привычным английским аббревиатурам в их сочетании:

CAD/CAM/CAE/PDM[PLM]


CAD – Computer Aided design, это средства автоматизированного проектирования;

термин может обозначать (в русскоязычной специальной литературе) средства

САПР, предназначенные для автоматизации проектирования, т.е. в первую очередь,

для создания геометрической модели проектируемого изделия, конструкторской и/или

технологической документации, или САПР общего назначения.

CAM – Computer Aided Manufacturing, это средства технологической подготовки

производства изделий, обеспечивают автоматизацию программирования и

управления оборудования с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных

производственных систем). Русским аналогом термина является АСТПП —

автоматизированная система технологической подготовки производства

CAE - Computer Aided Engineering, это средства автоматизации инженерных

расчѐтов, анализа и симуляции физических процессов, осуществляющие

динамическое моделирование, проверку и оптимизацию изделий

PDM – Product Data Management, это система Управления Инженерными данными,

или «данными об изделии», или «проектными данными»…

PLM – Product Life Cirle Management, это система Управления Жизненным Циклом

изделия

Очень часто для обозначений всего спектра различных технологий автоматизации с

помощью компьютера, в том числе средств САПР, используется термин CAx (англ.

computer-aided technologies).


Очень важно отметить, что с помощью CAD – средств создаѐтся

геометрическая модель проектируемого изделия, которая является

внутримашинным представлением его твердотельной геометрии, топологии, является

носителем информации о материале, из которого проектируемое изделие будет

изготавливаться.

Именно в силу этого Геометрическая модель является основой для всех

последующих этапов автоматизированного проектирования, а именно:

на базе ГМ получаются входные данные для систем CAM;

на основе геометрической модели в системах CAE формируется требуемая

для инженерного анализа модель исследуемого процесса;

является основой для построения графических визуализаций псевдотрехмерных

представлений проектируемого изделия на экране дисплея и для создания комплекта

чертежно-конструкторской документации.

Какие математические алгоритмы используются в Геометрических моделлерах

современных систем CAD/CAM/CAE вы узнаете из курса

«Геометрическое моделирование в САПР», лектор к.т.н., доц. Лешихина И. Е.,

и на следующих наших лекциях в рамках этого курса.

7

Исторический обзор по САПР

Late ’80sThru ’90s

Early 2000sThru ?

Произв

одите

льност

ь

Время

Поздние 80-е- 90-е

Начало 2000...сейчас?

Ранние 70-е 70-е - 80-е

1. Поколение2D Чертежники

3. Поколение3D CAD

ТвердотельныеАссоциативные

2. Поколение3D- Каркасное

Моделирование


Классификация САПР с использованием английских

терминов

В области классификации САПР используется ряд устоявшихся англоязычных

терминов, применяемых для классификации программных приложений и средств

автоматизации САПР по отраслевому и целевому назначению.

Рассмотрим подробнее наиболее распространенную и понятную классификацию

современных CAD/CAM/CAE/PDM систем – 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

трехмерного геометрического моделирования .

Наиболее известными игроками на мировом рынке MCAD являются такие системы,

как:

САПР/АСТПП. Примеры наиболее популярных MCAD – систем.

CREO (Pro/Engineer) от компании PTC (США)

Assembly Modeling – проектирование сборок с помощью Creo Parametric



«Гибкое моделирование» с помощью Creo Parametric



CAE-модуль в Creo: Creo Simulate для структурного и

температурного анализа:


CATIA от компании 3DS (Франция)


CATIA от компании 3DS (Франция)


NX от компании Siemens PLM Software (Германия)

MCAD-система NX на платформе OS X:



терминов

EDA (англ. electronic design automation) или ECAD (англ. electronic computer-aided

design) — САПР электронных устройств, радиоэлектронных средств, интегральных

схем, печатных плат и т. п.,

Наиболее известными игроками на мировом рынке ECAD являются такие системы,

как: Altium Designer, OrCAD:


Примеры наиболее популярных ECAD - систем


Примеры наиболее популярных ECAD - систем



терминов

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,

Piranesi, ArchiCAD).

Наиболее известными игроками на мировом рынке AEC CAD являются такие

системы, как: Autodesk Architectural Desktop, Piranesi, ArchiCAD

Известны системы AEC, предназначенные для проектирования зданий.

Промышленных объектов и т.д., построенные на основе средств моделирования

популярных MCAD-систем.

Например, система Digital Project, которая представляет собой набор мощных

средств 3D информационного моделирования зданий и управления данными на

основе CATIA. Компания разработчик – известная архитектурная компания Gehry

Technologies. Digital Project использовался для проектирования многих известных

зданий и сооружений: отеля City Plaza в Гонконге, Пекинского олимпийского стадиона,

концертного зала в нью-йоркском центре Линкольна.


Примеры AEC – систем. Digital Project


Примеры AEC – систем. Digital Project


Примеры AEC – систем. Autodesk Architectural Desktop


Примеры AEC – систем. Autodesk Architectural Desktop


Многие системы автоматизированного проектирования совмещают в себе

решение задач относящихся к различным аспектам проектирования

CAD/CAM, CAD/CAE, CAD/CAE/CAM. Такие системы называют

комплексными или интегрированными.

Сегодня, когда речь идет о серьезных САПР, чаще всего можно услышать

термины интегрированные информационные технологии или единая

среда разработки изделия.

Например, так схематично может быть представлена Интегральная среда

для разработки изделия, построенная на базе CAD/CAM/CAE/PDM-

системы Creo Parametric (Pro/Engineer) от компании PTC (США)


Создание формообразующих

Анализ Проливаемости

Интеллектуальные библиотеки

ЧПУ

Чертежная документация

Контроль

Оптимизация

Creo Parametric (Pro/ENGINEER). Интегральная среда для

разработки сложного изделия

Не нужно транслировать данные между приложениями.

Все приложения СОБСТВЕННЫЕ

© 2008 PTC© 2006 PTC 25

CREO (Pro/E) : Интегрированная САПР (MCAD/CAM/CAE)

Концептуальное проектирование

Интеракивныеповерхности

Инженер-ные

Поверх-ности

Фоторендеринг

Корпоративные СтандартыСборки

Кабели/жгуты Интерфейск ECAD

Трубопроводы

Реверспроектирование

Оптимизация Анализ допусков

Динамика Структурный,Термо & Прочностной

Анализ

Кинематика

ПроектированиеОснастки

Призматическаяобработка

(2.5-3 осевая)

Листовые детали

Многокоорди-натная

обработка

Токарная обработка

2D-компоновки

Листовая обработка на

ЧПУ

Принципиаль-ные схемы


Рассмотрим подробнее, что сегодня понимают под интегрированными

информационными технологиями или единой средой разработки изделия.

Помимо выше описанных особенностей этой среды, следует уточнить, что - CAx

(англ. computer-aided technologies) - применяются не только на этапе

проектирования или производства изделия, а на всем протяжении его Жизненного

Цикла – от этапа Концептуального проектирования до этапа утилизации - под

управлением специальных информационных систем, получивших название PDM, а в

последнее время – PLM-систем.

Product Lifecycle Management (PLM) (жизненный цикл изделия) —

технология управления жизненным циклом изделий. Организационно-техническая

система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с

ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования

и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут

рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили,

самолѐты и ракеты, компьютерные сети и др.). Информация об объекте,

содержащаяся в PLM-системе является цифровым макетом этого объекта. Иное,

часто используемое в специализированной литературе, название цифрового макета –

Полное Электронное Определение Изделия.

27

Исторический обзор по САПР

Late ’80sThru ’90s

Early 2000sThru ?

Произв

одите

льност

ь

PLM

СозданиеПЭОИ

Время

Поздние 80-е- 90-е

Начало 2000...сейчас?

Ранние 70-е 70-е - 80-е

1. Поколение2D Чертежники

3. Поколение3D CAD

ТвердотельныеАссоциативные

2. Поколение3D- Каркасное


4. ПоколениеИнтегральные Системы

Разработок

Управление Заданиями, Ведение проектов

Управление Проектными Данными

ВзаимодействиеИнтегральное Взаимодействие

Параллельная Разработка

© 2008 PTC© 2006 PTC 28

Управление закупками и поставщиками

Проектирование Произв-воПлан Концепт ПоддержкаПроверкаисполнимости

Соответствие требованиям и сертификация

Управление портфелем

Управление качеством

Управление программами

Разработка нового изделия (New Product Introduction)

Сбор и управление требованиями

Подготовка маркетинговой информации

Подг. Комм. предложения

Концепт. Проектир.Системн. Проектир.

Детальное проектир.

Разработка и генерация вариантов

Валидация проекта

Аутсорсинг проектных работ

Управление изменениями и конфигурациями

Опережающие закупки

Техническая документация

Управл. Оборудованием

Управление сервисными программами

Анализ производ-ти

Разработка оборудования и оснастки

Технологическое проектирование

Аутсорсинг производства

Управление

Маркетинг и Продажи

Разработчики

Привлечение сторонних

организаций

Производство

Обслуживание

Source: PTC Product Management

ЖЦИ:

Planning Visualization& Mockup

DistributedCollaboration

Enterprise Content &Process Management

MCAD DataManagement

Software DataManagement

ECAD DataManagement Supplier & Component

Management

RequirementsManagement

ConfigurationManagement

DesignAutomation

XML Контент

Инженерные расчёты

MCAD/CAE/CAM

ТехническиеИллюстрации

УправлениеПроцессами

ДинамическиеПубликации

Интероперабельность БизнесОтчётность

PTC : Концепция Единой Среды Разработки Изделия

«Product Development System»

Подробнее – в курсе «Промышленная логистика», лектор к.т.н., доц. Краюшкин В. А.

И на следующих наших лекциях в рамках этого курса.

Documents

ИНФОРМАТИКА - a0601.narod.rua0601.narod.ru/Informatika/Informatika_CADCAMPCAEPLM_Part_I.pdf · ИНФОРМАТИКА Направление подготовки: 230100