Возможности программного обеспечения для реализации задачи проектирования. Выбор программного обеспечения.

Введение

В нашу повседневную жизнь, как и в архитектурно-строительном проектировании давно и уверенно вошли информационные технологии. Система автоматизированного проектирования играет большую роль в совершенствовании различных методов проектирования. Автоматизация требуется на всех стадиях проектирования – от основания до эксплуатации.
Кроме этого электронная документация важна при реконструкциях, модернизациях и ремонте объекта.

Одной из причин разработки систем автоматизированного проектирование является повышение качества, скорости, удобства и стоимости проектных работ.

Система автоматизированного проектирования (САПР) –это автоматизированная система, которая реализует информационную технологию выполнения функций проектирования и представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования и состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.

При этом САПР должны:

1) Уменьшить стоимость разработки изделия благодаря снижению затрат на переделки проекта из-за уменьшения ошибок, свойственных начальным этапам проектирования.

2) Сократить сроки разработки благодаря быстрому обмену информацией между подразделениями, ускорению операций по переработке графической и текстовой информации, механизации процессов выпуска чертежной документации и операций изготовления деталей, оперативному контролю текущего состояния проекта;

3) Повысить качество проектирования благодаря более детальной и глубокой проработке проектно-конструкторских решений, возможности решать оптимизационные проектные задачи, сопровождающиеся комплексным моделированием на ЭВМ поведения объекта во внешней среде, вооружить конструктора новыми методами и техническими средствами, позволяющими расширять диапазон его возможностей в принятии принципиально новых технических решений.

Комплексная автоматизация процесса проектирования позволяет добиться максимально положительно эффекта. Различные программы способны передавать свои выходные данные (чертежи, таблицы, базы данных и пр.) в другие программы в качестве входных. Таким образом, организуя некоторую технологическую линию проектирования, где многие задачи решаются не только последовательно, но и параллельно с другими, предприятие закрывает многие или все задачи разработки проектной документации.

ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Обзор существующих САПР.

Самой популярной программой для системы автоматизированного проектирования является AutoCAD. Разработанный Autodesk более 20 лет назад, он долгое время отвечал самым взыскательным требованиям проектировщиков. Но на сегодняшний день, обладая богатым инструментарием и возможностями адаптации к требованиям пользователя, он уже не удовлетворяет потребностям большинства проектировщиков. Этот пакет может применяться лишь при разработке очень малых и достаточно простых проектов, автоматизируя только рутинную работу и не более того.

Широкое распространение AutoCAD в мире обусловлено не в последнюю очередь развитыми средствами разработки и адаптации, которые позволяют настроить систему под нужды конкретных пользователей и значительно расширить функционал базовой системы. Большой набор инструментальных средств для разработки приложений делает базовую версию AutoCAD универсальной платформой для разработки приложений.

Рисунок 1 Рабочее поле AutoCAD

В настоящее время AutoCAD отличается от различных других САПР:

1) Упрощённой документацией способной повысить скорость деталировки с помощью инструментов для создания требуемых измерений на основе контекста чертежа.

2) Инновационным 3D моделированием. Средства 3D-моделирования произвольных форм помогают спроектировать и визуализировать практически любой замысел.

3) Персонализацией. Изменяя настройки AutoCAD, можно расширять функциональность программы и разрабатывать собственные процедуры.

AutoCAD наиболее гибкая из существующих программ для персональных компьютеров, способная эффективно работать в различных областях технического проектирования. При помощи AutoCAD можно выполнять практически все виды чертежных работ, необходимых в разнообразных областях технического проектирования, можно создавать как двухмерные чертежи, так и трехмерные модели. Система AutoCAD включают средства проектирования, моделирования и визуализации пространственных конструкций, доступа к внешним базам данных, интеллектуальные средства нанесения размеров на чертежи, работы с файлами самых разнообразных форматов и многое другое.

КОМПАС3D – это система автоматизированного проектирования проектной документации, и ее оформления согласно стандартам единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Программа разработана российской компанией «АСКОН».

Программа полностью поддерживает стандарты ЕСКД, при этом все виды пространственных моделей (включая разрезы и сечения, а также различные виды – местные, с разрывом, по стрелке, и пр.) автоматически генерируются, а все изменения в модели автоматически изменяются на чертеже. В систему входит огромное количество библиотек объектов, которые автоматизирует выполнение всевозможных специализированных задач.

Компас предназначен для построения объемных ассоциативных моделей как изолированных узлов, так и полностью сборочных единиц, КОМПАС-3D помимо оригинальных, содержит стандартизированные конструктивные элементы. На основе спроектированного одного прототипа можно быстро создавать модели самых различных типовых изделий.

К плюсам программы можно отнести лёгкое освоение даже для тех, кто не имеет опыт обращения с 3D. Наличие большое количество библиотек элементов. Программа не имеет проблем с локализацией. Невысокая стоимость программного обеспечения, а также имеется бесплатная учебная версия. Программа имеет широкое распространение. Система имеет широкие возможности для параметризации 3D объектов, а также хорошо продуманного 2D модуля для черчения. Имеет несложный для обучения и довольно удобный интерфейс.

Из минусов программы стоит отметить то что система имеет крайне медленное развитие, нет возможности выполнять эргономические расчеты. Малые возможности для создания фотореалистичных изображений. Сложность и дороговизна модифицирования системы под собственные нужды а так же слабая система поверхностного моделирования. Отсутствие инструментов для резервирования объемов.

Возможности программного обеспечения для реализации задачи проектирования. Выбор программного обеспечения.

Программа AutoCAD даёт пользователю возможность реализации различных задач проектирования и создания 3D моделей.

В основу структуры AutoCAD был положен принцип открытой архитектуры, позволяющий адаптировать и развивать многие функции AutoCAD применительно к конкретным задачам и требованиям. Это позволяет создавать собственные:

1. экранные, планшетные, кнопочные, падающие и графические меню для автоматизации часто выполняемых действий;
2. пакетные файлы для автоматизации выполнения длинных последовательностей команд;
3. шрифты;
4. типы линий;
5. образцы штриховок;
6. библиотеки символов и фрагментов рисунков;
7. образцы штриховок формата PostScript;
8. рисунки-прототипы с заданными значениями параметров по умолчанию.

Пакет поддерживает множество различных устройств ввода-вывода, включая графические мониторы с высоким разрешением, дигитайзеры и манипуляторы, графопостроители, принтеры и даже фотонаборные машины. К достоинствам пакета во всех версиях можно отнести хорошую его настройку на работу с плоттерами - основными аппаратными средствами распечатки чертежей компьютерного производства.

Рисунок 2 Панель инструментов AutoCAD

Инструменты AutoCAD для проектирования и выпуска рабочей документации. Для упрощения работы в программе используются интеллектуальные осевые линии и маркеры центра. Программа позволяет легко создавать и редактировать осевые линии и маркеры центра. При перемещении связанных объектов осевые линии и маркеры центра автоматически перемещаются вместе с объектом. Диалоговые окна с изменяемыми размерами. Так же размер многих диалоговых окон был увеличен. Вы можете изменять размер диалоговых окон, при этом AutoCAD будет автоматически запоминать последний заданный размер. Просматривать и редактировать данные в диалоговых окнах стало удобнее, и для этого требуется меньше прокрутки. Из новых возможностей программы стала функция интеллектуального средства нанесения размеров, позволяющая автоматически создавать требуемые измерения на основе контекста чертежа. Направив курсор на выбранные объекты для просмотра размера, прежде чем создать.

Средства 3D-моделирования произвольных форм. Функции AutoCAD позволяют воплощать проектные идеи практически в любой форме. Моделирование сложных форм и сглаживание поверхностей осуществляется простым перемещением граней, ребер и вершин. Моделирование поверхностей, твердых тел и сетей в AutoCAD обеспечивает гибкость и предоставляет возможности управления при проектировании в 3D. На панели навигации можно найти часто используемые инструменты, такие как штурвалы, видовой куб и аниматор движения, а также инструменты панорамирования, зумирования и орбиты.

Интерфейс программы КОМПАС-3D довольно прост(Рис. 3): c левой стороны располагаются инструменты для работы с данным проектом и его древовидная структура, а справа располагается панель библиотеки стандартных элементов. В верхней части окна расположены инструменты панели «Вид».

Рисунок 3 Интерфейс КОМПАС-3D

Базовые возможности системы включают в себя функционал, который позволяет спроектировать изделие любой степени сложности в 3D, а потом оформить на это изделие комплект документации, необходимый для его изготовления в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ, СТП и др.):

1. развитый инструментарий параметрического твердотельного, поверхностного и вариационного прямого моделирования;
2. функционал поддержки различных методик проектирования: компоновочная геометрия, коллекции геометрии, копирование геометрии между 3D-моделями, и т.д.;
3. функционал по созданию и работе с исполнениями для деталей и сборочных единиц, с последующим автоматическим получением документации (спецификация и чертежи с видами и таблицами исполнений);
4. учет допуска для всех управляющих размеров в эскизах и операциях построения, возможность пересчета 3D-модели с учетом допуска;
5. механизмы для работы с крупными сборками: зоны, частичная загрузка компонентов, специальные методы оптимизации, позволяющие обеспечить работу со сложными проектами;
6. функционал моделирования деталей из листового материала — команды создания листового тела, обечаек, сгибов, отверстий, жалюзи, буртиков, штамповок и вырезов в листовом теле, замыкания углов и т. д., и также выполнения развёртки полученного листового тела (формирование ассоциативного чертежа развёртки);
7. специальные возможности, облегчающие построение литейных форм — литейные уклоны, линии разъема, полости по форме детали (в том числе с заданием усадки);
8. инструменты создания пользовательских параметрических библиотек типовых элементов;
9. возможность получения конструкторской и технологической документации: чертежи (в том числе многолистовые), спецификации (в том числе групповые), схемы, таблицы, многостраничные и разноформатные текстовые документы;
10. встроенные отчёты по составу изделия, в том числе по пользовательским атрибутам;
11. возможность простановки размеров, обозначений и технических требований в 3D-моделях (поддержка стандарта ГОСТ 2.052–2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия»);
12. средства интеграции с различными CAD/CAM/CAE системами;
13. средства защиты пользовательских данных, интеллектуальной собственности и сведений, составляющих коммерческую и государственную тайну (реализовано отдельным программным модулем).

Программа КОМПАС-3D представляет собой удобное решение для автоматизирования процесса создания чертежей. Как показывает практика, система, довольно проста для изучения, по сравнению с аналогичными программами.

Необходимо заметить, если требуется проектировать объекты в 3D, а не двухмерное черчение – лучше воспользоваться программой AutoCAD, КОСПАС не достаточно удобен в параметризации.

AutoCAD является наиболее удобной из существующих программ для персональных компьютеров, способная эффективно работать в различных областях технического проектирования.

Использование КОМПАС-3D для проектирования оправдано лишь в том случае, если вы довольно давно пользуетесь и привыкли к системе. Система создания чертежей и спецификаций полезна, особенно благодаря наличию обширной библиотеке стандартных элементов.

Практическая часть