Upload
doancong
View
239
Download
10
Embed Size (px)
Citation preview
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
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
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. Основные понятия и концепции.
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]
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
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).
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
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
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
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
САПР/АСТПП. Примеры наиболее популярных MCAD – систем.
CREO (Pro/Engineer) от компании PTC (США)
«Гибкое моделирование» с помощью Creo Parametric
САПР/АСТПП. Примеры наиболее популярных MCAD – систем.
CREO (Pro/Engineer) от компании PTC (США)
CAE-модуль в Creo: Creo Simulate для структурного и
температурного анализа:
САПР/АСТПП. Примеры наиболее популярных MCAD – систем.
CATIA от компании 3DS (Франция)
САПР/АСТПП. Примеры наиболее популярных MCAD – систем.
CATIA от компании 3DS (Франция)
САПР/АСТПП. Примеры наиболее популярных MCAD – систем.
NX от компании Siemens PLM Software (Германия)
MCAD-система NX на платформе OS X:
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
Классификация САПР с использованием английских
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:
САПР/АСТПП.
Примеры наиболее популярных ECAD - систем
САПР/АСТПП.
Примеры наиболее популярных ECAD - систем
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
Классификация САПР с использованием английских
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.
САПР/АСТПП.
Примеры AEC – систем. Digital Project
САПР/АСТПП.
Примеры AEC – систем. Digital Project
САПР/АСТПП.
Примеры AEC – систем. Autodesk Architectural Desktop
САПР/АСТПП.
Примеры AEC – систем. Autodesk Architectural Desktop
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
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)
Моделирование
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
САПР/АСТПП. Основные понятия и концепции.
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
Моделирование
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.