Основы проектирования и этапы развития САПР

Этапы развития систем автоматизированного проектирования

Основной причиной, обусловившей возникновение потребности проведения работ по автоматизации проектирования, явилась низкая производительность инженерного труда в сфере обработки информации по сравнению с производительностью труда рабочих в материальном производстве. На первых порах эта проблема решалась экстенсивным путем за счет перевода трудовых ресурсов из материального производства в сферу обработки информации. Современный уровень развития производства, появление микрокомпьютеров, растровых графических дисплеев, разработка трехмерной «каркасной» технологии послужили основой для автоматизации процесса проектирования объектов сложных форм и развития современных систем CAD/САМ. Первоначально в практике проектирования преимущественно использовались системы CAD — Computer Aided Design (проектирование и конструирование с помощью ЭВМ), впоследствии получили развитие и стали широко применяться системы САМ — Computer Aided Manufacturing (производство с централизованным управлением от ЭВМ). Перспективой развития систем CAD/САМ является разработка систем СIM — Computer Integrated Manufactur, предполагающих автоматизацию и объединение в единую систему не только всех этапов проектирования и производства изделия, но и работ, связанных с его последующим хранением, реализацией и эксплуатацией. Аналогами зарубежных систем CAD/САМ в нашей стране являются системы САПР/АПП — системы автоматизированного проектирования и автоматизации производственных процессов.

Компьютеризация инженерной деятельности в целях повышения производительности труда началась еще в начале первой половины XX века. В настоящий момент можно выделить два класса систем компьютеризации инженерной деятельности (КИД): системы автоматизированного проектирования (САПР) и автоматизации управления (АСУ).

Первые коммерческие САПР появились на рынке в 60-х годах ХХ-го века. Ориентированы они были на автоматизацию конструирования и назывались CAD-системами. Впоследствии значительное развитие получили также системы автоматизации проектирования технологических процессов (САРР), программирования изготовления деталей на станках с ЧПУ (САМ) и инженерных расчетов (САЕ — Computer Aided Engineering).

Далее под термином САПР будут подразумеваться, в основном, системы, направленные на автоматизацию выполнения конструкторских проектов.

Степень специализации системы определяет способность САПР выполнять задачи, характерные для конкретной профессиональной деятельности (проектирование инженерных сетей, печатных плат, зданий и сооружений, конструкций одежды и т. п.). Универсальные САПР, в отличие от специализированных, предназначены для выполнения общепроектных задач без учета специфики работы в конкретной профессиональной деятельности.

В настоящее время системы автоматизированного проектирования (далее САПР) широко применяются во многих производственных отраслях. Использованием САПР достигают две цели:

• 1) Повышение производительности труда, т. е. сокращение сроков проектирования, уменьшения стоимости проектирования и производства;
• 2) Повышение качества выпускаемой продукции.

Эти цели достигаются путем:

• 1) Совершенствования проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники;
• 2) Автоматизации процесса поиска, обработки и выдачи информации;
• 3) Использования методов оптимизации и многовариантного проектирования, применение математических моделей отражающих особенности проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов;
• 4) Создания единого банка данных, в котором сведения о проектируемом объекте на всех этапах его разработки;
• 5) Повышения качества оформления проектируемой документации;
• 6) Унификации и стандартизации методов проектирования;
• 7) Взаимодействия САПР различного уровня и функционального назначения;
• 8) Подготовки и переподготовки специалистов;