Разработка комплексной информационной модели "обшивки" изделия "днище нижнее" с помощью программно-методического комплекса структурно параметрического моделирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) -- программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE. Данные из СAD-систем передаются в СAM (например генерации программ обработки деталей для станков с ЧПУ).

В настоящее время практически невозможно представить себе современное производство без использования САПР. Если еще лет 5 назад это касалось только сложных наукоемких областей (авиа- и автомобилестроения), то теперь настоятельную необходимость автоматизировать деятельность конструкторов и технологов ощутили представители всех областей промышленности. Пожалуй, наиболее сильным стимулирующим фактором стала доступность действительно мощных инструментов проектирования и подготовки производства в классе систем среднего уровня, которые, естественно, значительно дешевле, чем системы уровня верхнего, но при этом уже способны удовлетворить запросам большинства небольших и средних предприятий.

Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60-х гг. прошлого века. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат.

К настоящему времени создано большое число программно-методических комплексов для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом.

На базе кафедры «ТИАС» «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского разработан программный продукт - ПМК СПМ. Научной новизной данного продукта является возможность представления полной информации об объекте, в том числе информация о технологических процессах. Благодаря объединению различной информации об изделии в одном комплексе, ПМК СПМ является эффективнее современных аналогов, так как снижаются затраты на ведение проекта. Главное преимущество этого комплекса в том, что он связан непосредственно с технологией изготовления.

Данная дипломная работа посвящена изучению и практическому применению методик моделирования при разработке параметризованных геометрических моделей и технологических процессов, а также разработке проектов в системе “Microsoft Project”.

1. Сравнительный обзор САПР систем

1.1 Российские САПР

1.1.1 КОМПАС

КОМПАС -- система автоматизированного проектирования, разработанная российской компанией «АСКОН» с возможностями оформления конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД.

Существует в двух версиях: КОМПАС-График и КОМПАС-3D, соответственно предназначенных для плоского черчения и трёхмерного проектирования.

Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.

КОМПАС-График может использоваться как полностью интегрированный в КОМПАС-3D модуль работы с чертежами и эскизами, так и в качестве самостоятельного продукта, полностью закрывающего задачи 2D-проектирования и выпуска документации.

Чертежный редактор КОМПАС-График предоставляет широчайшие возможности автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях промышленности. Он успешно используется в машиностроительном проектировании, при проектно-строительных работах, составлении различных планов и схем.

Система ориентирована на поддержку стандартов ЕСКД. КОМПАС-График автоматически генерирует ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.

1.1.2 ADEM

ADEM (англ. Automated Design Engineering Manufacturing) -- российская интегрированная CAD/CAM/CAPP система предназначена автоматизации конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП).

Разработка системы была начата в девяностых годах двумя основными группами разработчиков из Москвы (конструкторский САПР «CherryCAD» -- лауреат премии Совета Министров СССР 1990 года) и Ижевска (технологический САПР «Катран»).

ADEM был создан, как единый продукт, включающий в себя инструментарий для проектантов и конструкторов (CAD), технологов (CAPP) и программистов ЧПУ (CAM). Поэтому он содержит нескольких различных предметно-ориентированных САПР под единой логикой управления и на единой информационной базе.

ADEM позволяет автоматизировать следующие виды работ:

· объемное и плоское моделирование и проектирование;

· оформление проектно-конструкторской и технологической документации;

· проектирование технологических процессов;

· анализ технологичности и нормирование проекта;

· программирование оборудования с ЧПУ (фрезерное, токарное, электроэрозионное, лазерное и др.);

· ведение архивов документов;

· реновацию знаний (работа со сканированными чертежами и старыми программами ЧПУ);

ADEM применяется в различных отраслях: авиационной, атомной, аэрокосмической, машиностроительной, металлургической, станкостроительной и других.

Среди пользователей системы такие известные компании как РКК «Энергия», ПК1 и ПК2 ФГУП "РСК «МиГ», ОАО «Авиаагрегат», ОАО «Моторостроитель», МРК Магнитогорского Комбината, НПО Машиностроения, ГКНПЦ им Хруничева, ОАО «Мотор-Сич», ИЭМЗ «Купол», ОАО "Аксион", ДОАО "Ижевский оружейный завод", "ЧМЗ"(г.Глазов), МКБ «Радуга», ТМКБ «Союз», корпорации Apple, Siemens, и многие другие.

1.1.3 bCAD

bCAD -- 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования, разработанная российской компанией ПроПро Группа.

bCAD представляет из себя интегрированный пакет для двумерного черчения, объемного моделирования и реалистичной визуализации. Система получила широкое распространение в мебельном производстве и дизайне интерьеров. Несмотря на достаточно развитые средства проектирования, в промышленности практически не применяется.

Продукты на базе bCAD:

· bCAD - универсальный графический редактор - базовая версия пакета.

Прочие продукты компаниии ПроПро Группа созданы на его основе путем добавления внешних приложений, специализированных инструментов и наборов специфических блоков. Программа позволяет осуществлять как двухмерную, так и трехмерную технологию проектирования. Имеются встроенные средства фотореалистичной визуализации.

· bCAD Мебель - программа для автоматизации проектирования корпусной мебели.

В версии bCAD Мебель-Про существует возможность работы с профильными деталями, что позволяет использовать детали с произвольным сечением, созданные по произвольному пути изгиба, вести банк и проводить раскрой профилей, формировать объёмную кромку панели.

· bCAD Салон - программная система, предназначенная для автоматизации продажи мебели в торговом зале, в непосредственном контакте с покупателем, и предварительного дизайна помещения.

· bCAD Витрина - программная система, предназначенная для автоматизации торгового дизайна, в непосредственном контакте с заказчиком.

Пакет позволяет облегчить процесс компоновки торговых помещений, оснащения их оборудованием и получения учетной документации. Отличается от bCAD Салон в основном набором блоков.

· bCAD Инженер - специализированный комплект, ориентированный на выполнение инженерных проектов и оформления технической документации и чертежей в соответствии с требованиями ЕСКД.

· bCAD Дизайнер - специализированный комплект, ориентированный на выполнение архитектурных работ и проектирование интерьеров.

· bCAD Студент - специализированная бесплатная версия, ориентированная на выполнение учебных проектов студентами инженерных специальностей, оформления технической документации и чертежей в соответствии с требованиями ЕСКД.

1.1.4 IndorCAD

ИндорСофт -- российская компания по разработке программного обеспечения в области ГИС (Геоинформационных систем) и САПР (Систем автоматизированного проектирования).

Компания была учреждена 5 марта 2003 г. при поддержке Инженерного Дорожного Центра «Индор» (разработчик ReCAD) и ООО НПО «Сибгеоинформатика» (системный интегратор в области ГИС). Программные продукты ИндорСофт нашли клиентов в Москве, Новосибирске, Томске, Барнауле, Кемерово, Красноярске, Ростове-на-Дону, Челябинске, Краснодаре, Чебоксарах, Абакане и других городах.

В число основных партнеров компании ИндорСофт по созданию программных продуктов входят Томский государственный университет, Томский политехнический университет, Томский государственный архитектурно-строительный университет, Московский автомобильно-дорожный институт (технический университет), а также ряд таких проектных и производственных предприятий, как Горэлектросети (г. Томск), КрасИндорПроект (г. Красноярск), АлтайИндорПроект (г. Барнаул) и др.

Программные продукты выпускаемые компанией:

· IndorGIS -- универсальная геоинформационная система;

· IndorCAD -- система автоматизированного проектирования;

· IndorCAD/Topo -- система подготовки топографических планов;

· IndorCAD/Road -- система проектирования автомобильных дорог

· IndorSurvey -- геодезический редактор;

· IndorDraw -- система подготовки чертежей;

· IndorRoadSigns -- система проектирования дорожных знаков;

· IndorInfo/Road -- информационная система автомобильных дорог;

· IndorPower -- информационный комплекс электрических сетей;

· IndorElectra -- программа расчёта электрических режимов (установившиеся режимы, токи коротких замыканий, проверка селективности работы РЗиА);

· IndorTelemetry -- модуль интеграции информационного комплекса электрических сетей с телеметрией.

1.1.5 InfrasoftCAD

IntelliCAD -- система автоматизированного проектирования, разрабатываемая международным консорциумом IntelliCAD Technology Consortium.

Целью данного консорциума является разработка DWG-совместимой платформы IntelliCAD. Компании - участники консорциума "надстраивают" и адаптируют платформу, а также занимаются рекламой и продажей системы под собственными торговыми марками. Консорциум тесно сотрудничает с некоммерческой организацией Open Design Alliance, которой была выполнена обратная разработка формата DWG.

Язык разработки пользовательских приложений Lisp полностью совместим с диалектом AutoLISP, используемым в AutoCAD.

В некоторых программах на базе IntelliCAD используются также другие средства разработки приложений, аналогичные VBA и ARX в AutoCAD.

Достоинства систем на базе IntelliCAD:

· Цена. Стоимость продуктов на базе IntelliCAD составляет от 15% до 40% стоимости AutoCAD LT (от 10% до 20% стоимости полной версии AutoCAD) (Следует отметить, что, в то же время, для тех пользователей, которым необходимо только 2D-проектирование, существуют бесплатные CAD-системы).

· По сравнению с AutoCAD LT системы на базе IntelliCAD обладают некоторыми преимуществами (адаптация с помощью встроенных языков программирования (Lisp, VBA), возможность трехмерного моделирования и т.п.).

Недостатки систем на базе IntelliCAD:

· Ограниченная совместимость с оригинальным форматом файлов DWG от Autodesk.

1.1.6 MechaniCS

MechaniCS -- приложение к AutoCAD или Autodesk Inventor, предназначенное для оформления чертежей в соответствии с ЕСКД, проектирования систем гидропневмоэлементов, зубчатых зацеплений, валов, инженерного анализа, расчета размерных цепей, создания пользовательских библиотек.

MechaniCS 6 предоставляет все необходимое для проектирования машиностроительных объектов: более 1500 стандартов (включая ГОСТ, ОСТ, DIN и ISO) и унифицированных компонентов, возможность создавать собственные интеллектуальные объекты, выполнять инженерные расчеты с отображением результатов на модели, оформлять проекции чертежей по ЕСКД и многое другое.

Все детали общей конструкторско-технологической базы обладают интеллектом и являются объектно-зависимыми. При изменении параметров одной детали все связанные с ней объектно-зависимые детали изменятся автоматически, причем в соответствии с их значениями в базе. Такая технология -- мощный инструмент многовариантного проектирования, залог повышения качества выпускаемых проектов. Важно, что этот подход одинаково доступен пользователям AutoCAD и Autodesk Inventor.

MechaniCS дает конструктору возможность применять не только геометрические параметры стандартных элементов, но и их механические свойства. На объекты в сборочных чертежах можно накладывать геометрические и параметрические зависимости.

1.1.7 T-FLEX CAD

«T-FLEX CAD» -- система автоматизированного проектирования, разработанная компанией «Топ Системы» с возможностями параметрического моделирования и наличием средств оформления конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД.

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.

«T-FLEX CAD» является ядром комплекса «T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM» -- набора средств для решения задач технической подготовки производства в различных отраслях промышленности. Комплекс объединяет системы для конструкторского и технологического проектирования, модули подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и инженерных расчётов. Все программы комплекса функционируют на единой информационной платформе системы технического документооборота и ведения состава изделий.

Состав комплекса «T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM»:

Программы для конструкторской подготовки производства:

· «T-FLEX CAD 3D» (трёхмерное параметрическое твердотельное моделирование);

· «T-FLEX CAD 2D» (параметрическое черчение и моделирование);

· «T-FLEX CAD LT» (автоматизация черчения);

· «T-FLEX CAD 3D SE» (подготовка чертежей по 3D-моделям);

Библиотеки параметрических элементов:

· «T-FLEX Печатные платы» (конвертор из электронных САПР);

Технологическая подготовка производства:

· «T-FLEX Технология» (проектирование технологических процессов);

· «T-FLEX Нормирование» (техническое нормирование);

· «T-FLEX ЧПУ» (подготовка программ для станков с ЧПУ);

· «T-FLEX NC Tracer» (имитация процесса обработки деталей);

Расчётные системы:

· «T-FLEX Анализ» (конечно-элементный анализ);

· «T-FLEX Динамика» (динамический анализ механических систем);

· «T-FLEX Расчёты» (зубчатые передачи);

· «T-FLEX Пружины» (конструирование упругих элементов);

Прикладные системы:

· «T-FLEX ИС» (инженерный справочник);

· «T-FLEX Раскрой» (оптимизация раскроя листового материала);

· «T-FLEX Штампы» (проектирование оснастки штампов);

· «T-FLEX Пресс-формы» (проектирование оснастки пресс-форм);

Документооборот:

· «T-FLEX DOCs» (управление проектами и документооборотом).

1.1.8 TopoR

TopoR -- российский САПР для проектирования печатных плат.

Автоматическая гибкая топологическая трассировка соединений в произвольных направлениях (не только 90 и 45 град.).

Оптимальная форма проводников вычисляется автоматически.

Каждый проводник имеет кратчайшую длину и может быть представлен дугами, либо отрезками.

Разводятся все связи, даже если для этого приходится нарушить некоторые технологические ограничения (в дальнейшем эти нарушения автоматически устраняются).

Гибкие печатные платы представляют собой наборы соединительных кабелей, которые могут содержать однослойные, двухслойные и многослойные структуры.

Платы могут быть как полностью гибкими, так и представлять собой комбинацию жестких и гибких частей.

1.1.9 WinELSO

WinELSO -- САПР для проектирования систем силового электрооборудования и электроосвещения.

WinELSO -- программный комплекс для проектирования систем силового электрооборудования и электроосвещения по российским методикам.

Эта специализированный программный комплекс предназначен для автоматизации работ при проектировании электроснабжения промышленных и гражданских объектов переменным 3-фазным напряжением. Программа автоматизирует:

· разработку рабочих чертежей;

· формирование отчетной информации по чертежам, в том числе в виде проектных документов (кабельные журналы, ведомости кабелей и проводов, спецификации оборудования и пр.);

· формирование расчетных моделей и выполнение электротехнических и светотехнических расчетов;

· подбор оборудования и ЛЭП по расчетным данным;

· формирование отчетной информации по результатам расчетов, в том числе в виде проектных документов (таблица нагрузок, справочные расчетные данные на планах и схемах и пр.).

1.1.10 САПР «Сударушка»

САПР «Сударушка» -- российская 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.

Система автоматизированного проектирования "Сударушка" - большой комплекс программ для проектирования, технологической подготовки производства и инженерных расчётов.

В состав системы входят:

· Универсальные программы для широкого круга пользователей.

· Программы для использования в промышенности.

· Программы для малых предприятий и серьёзного технического творчества.

· Программы для домашнего использования и обучения, разработанные на основе базовых модулей системы "Сударушка".

1.1.11 Mineframe

Mineframe -- система автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ.

Система предназначена для комплексного решения широкого круга геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике работы горнодобывающих предприятий, научных и проектных организаций. Система содержит обширный набор инструментов, позволяющих работать с трёхмерными моделями объектов горной технологии.

Программные средства системы обеспечивают коллективный, контролируемый доступ к удаленным базам данных (БД), что позволяет формировать единое информационное пространство предприятия. Создаваемые в рамках системы автоматизированные рабочие места геологов, маркшейдеров и технологов позволяют решать большинство задач, встречающихся при планировании, проектировании и сопровождении горных работ.

Основные конкуренты:

· Продукты компании Gemcom;

· Продукты компании Micromine;

· Продукты компании Mincom;

Система включает в себя программные продукты:

· GeoTools--Редактор для ведения БД по геохимическому опробованию месторождения, выполнения операций первичной обработки данных опробования и формирования на их основе отчетной документации.

· GeoTech-3D--Многофункциональный графический редактор для создания и визуализации моделей объектов горной технологии и решения на этой основе геологических, маркшейдерских и технологических задач, встречающихся в практике работы горнодобывающих предприятий, научных и проектных организаций.

· GeoDesign--Графический редактор для создания моделей типовых конструктивных элементов и узлов системы разработки и формирования БД моделей объектов этого типа.

· GeoUsers--Программа управления режимом доступа пользователей к удаленным БД, ведения журнала изменения объектов, архивации и восстановления БД.

· MineGearЇПрограмма диспетчеризации, которая представляет собой комплекс программных средств для мониторинга, оперативного управления горнотранспортным оборудованием карьеров и оптимизации транспортных перевозок.

1.2 Бесплатные САПР с открытыми исходным кодом

1.2.1 BRL-CAD

BRL-CAD -- кроссплатформенный САПР с открытым кодом. Она представляет из себя мощную 3D САПР для моделирования составных объёмных тел CSG. BRL-CAD лючает в себя интерактивный геометрический редактор, параллельную трассировку лучей, рендеринг и геометрический анализ. BRL-CAD разрабатывается более 20 лет и используется вооруженными силами США. Весь проект распространяется в исходном коде. Работает на платформах BSD, IRIX, GNU/Linux, MacOS X, Solaris и Windows NT.

1.2.2 FreeCAD

FreeCAD -- cвободная САПР, подходящая для обучения компьютерному графическому проектированию. Особенностью freeCAD является наличие средств моделирования движения. Написана на языке Smalltalk.

1.2.3 FreeCAD

В среде специалистов ряда отраслей известна проблема создания полноценной САПР в рамках open source, и хотя FreeCAD на момент последнего редактирования данной статьи ещё не является кандидатом на такую «полноценность», этот продукт может рассматриваться как одна из попыток создания базы для решения этой проблемы. Разработчик FreeCAD Юрген Райгель, работающий в корпорации DaimlerCrisler, позиционирует свою программу как первый бесплатный инструмент проектирования механики (сравнивая свой продукт с такими развитыми несвободными системами как CATIA версий 4 и 5, SolidWorks), созданный на основе библиотеки Open CASCADE. Цель программы -- предоставить базовый инструментарий этой библиотеки в интерактивном режиме.

(Следует отметить, что имеет место ещё один программный продукт имеющий название freeCAD, его разработчик -- Aik-Siong Koh, и он не связан с FreeCAD'ом Юргена Райгеля.)

1.2.4 QCad

QCad Community Edition -- 2-мерная САПР с открытым кодом, предназначенная для создания машиностроительных чертержей и архитектурных планов . Работает под Windows, MacOS X и на *nix системах. Она весьма успешно применяется в таких странах, как Тайвань. Некоторые тайваньские компании приняли ее в качестве стандартного решения.

Выпуск бесплатной для личного использования версии QCad Community Edition следует спустя несколько месяцев после профессиональной версии. Community Edition распространяется с открытым искодным кодом под лицензией GNU.

QCad предоставляет инструменты для черчения точек, прямых, дуг, окружностей, эллипсов, ломаных, NURBS-кривых, текста, размеров, штриховки и сплошной заливки. Он также может работать с растровыми изображениями и имеет множество других инструментов. Командная строка расположена под главным окном, в ней вы можете контролировать ход черчения.

С другой стороны, QCad не поддерживает DWG-файлы, которые используются в AutoCAD. Однако Qcad работает с dxf-файлами, которые можно открыть в AutoCAD (преобразование из одного формата в другой происходит без изменения структуры чертежа, за исключением овалов которые при переносе из Qcad в AutoCAD не отображаются).

По своей функциональности программа несколько уступает проприетарным аналогам типа AutoCad, но является единственной полноценной 2D САПР под Linux/Unix. Работает с использованием библиотеки Qt.

1.3 САПР зарубежных производителей

1.3.1 Эксперт-СКС

Эксперт-СКС -- САПР для автоматизации на всех этапах проектирования структурированных кабельных систем, ВОЛС, ЛВС, линейных и магистральных сетей.

Программный комплекс «Эксперт-СКС» предназначен для автоматизации проектирования сетевого оборудования в Структурированных Кабельных Сетях. Объединяя в себе все этапы проектирования кабельных сетей, «Эксперт-СКС» позволяет полностью автоматизировать все технические и экономические расчеты.

«Эксперт-СКС» содержит:

· Графическую САПР оболочку:

Полный функционал для проектирования исходных архитектурных, геодезических и других схем.

Кроме этого, подготовленный заранее план можно импортировать как через стандартные векторные файлы обмена (*.dxf, *.dwg, *.wmf, и др.) так и ис- пользуя растровый (сканированный) файл.

· Интеллектуальную подсистему проектирования СКС:

Проектирование СКС любого вида на исходном плане. Расстановка рабочих мест, прокладывание маршрутов, автоматическое кодирование применяемых изделий и маршрутов согласно выбранному шаблону, отслеживание критических длин кабелей и соединений.

· Базу данных выпускаемых изделий известных производителей:

Предоставляет возможность находить, компоновать и расставлять сборочные узлы на рабочем плане. Заложенная в базе информация включает обширные технические данные и цены.

· Модуль выпуска расчетных документов:

Включает выпуск графической документации (планы, чертежи), и текстовых расчетных документов (ведомости, спецификации, карты подключений и т.д.)

· Модуль экспорта данных в системы составления сметной документации:

Согласно разработанной спецификации выполняет выпуск предварительных данных для дальнейшего экспорта в системы разработки сметной документации (таких как «Эксперт-Смета») с целью полного расчета стоимости выполнения работ согласно действующих стандартов Украины и других стран.

1.3.2 ArchiCAD

ArchiCAD -- графический программный пакет САПР для архитекторов, созданный фирмой Grapisoft (Будапешт, Венгрия). Предназначен для проектирования архитектурно-строительных конструкций и решений, а также элементов ландшафта, мебели и т. п.

При работе в пакете используется концепция виртуального здания. Суть ее состоит в том, что проект ArchiCAD представляет собой выполненную в натуральную величину объемную модель реального здания, существующую в памяти компьютера.

Основные инструменты строительства «Виртуального здания» в ArchiCAD 11.

Различают конструктивные и библиотечные элементы. Конструктивные элементы создаются с помощью различных инструментов ArchiCAD непосредственно в проекте. Библиотечные элементы представляют собой предварительно созданные параметрические объекты различного назначения, вставляемые в проект с параметрами, задаваемыми проектировщиком. Библиотечные элементы хранятся либо в виде отдельных файлов, либо в составе файлов-контейнеров или архивов проекта. В общем случае, папка, содержащая объекты, файл-контейнер или архив проекта называются библиотекой.

Конструктивные элементы доступны для использования в ArchiCAD в любом случае. Библиотечные элементы доступны, только если содержащая их библиотека загружена в проект. Если библиотека представляет собой папку с элементами, возможно загружать объекты по отдельности, в противном случае библиотека загружается полностью.

Вместе с ArchiCAD поставляется обширная библиотека объектов, применяемых в процессе проектирования. В стандартную библиотеку входит более 1000 разнообразных элементов. Множество библиотек можно приобрести у сторонних разработчиков или загрузить из сети Интернет (в том числе и бесплатно).

Вместе с локализованной версией в дополнение к стандартной поставляется библиотека по ГОСТу, однако она проработана не так хорошо, как стандартная.

Элементы, используемые для создания архитектурно-строительных чертежей

ArchiCAD предоставляет широкие возможности для 2D черчения. При выпуске графической документации по проекту обойтись без 2D черчения, разумеется, невозможно. Существуют следующие инструменты 2D черчения: линии, полилинии, дуги, окружности, эллипсы, сплайн-кривые, штриховки, текстовые блоки, выносные надписи, линейные, радиальные и угловые размеры, отметки уровня.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом программы является естественная взаимосвязь между всеми частями проекта. Технология «виртуального здания» позволяет работать не с отдельными, физически никак не связанными между собой чертежами, а со всем проектом в целом. Любые изменения, сделанные, например, на плане здания, автоматически отобразятся на разрезах, видах, в спецификациях и пр. Такой подход обеспечивает значительное сокращение времени проектирования. Кроме того, при правильной работе с виртуальным зданием, гарантировано обнаружение и устранения большинства проблем, которые обязательно проявились бы на более поздних этапах проектирования или, что еще хуже, уже на строительной площадке.

ArchiCAD позволяет работать над одним проектом группе проектировщиков. Развитая система групповой работы (teamwork) также сокращает время проектирования и способствует недопущению несоответствий в частях проекта, разрабатываемых разными проектировщиками.

Недостатком программы можно считать сравнительно ограниченные возможности настройки инструментов строительства «виртуального здания», что зачастую не позволяет проектировщику реализовать все свои идеи в полной мере. Также, ArchiCAD не предусматривает инвариантности проектирования (по крайней мере, на програмном уровне) -- в любой момент времени в рамках одного файла проекта может существовать только один полноценный вариант принимаемых архитектурно-строительных решений.

Некоторым недостатком можно считать достаточно высокую (около 100 тыс. руб.) стоимость лицензионной версии ArchiCAD.

1.3.3 Autodesk

Autodesk, Inc. -- NASDAQ: ADSK компания, создающая программное обеспечение и предоставляющая сервис для таких областей как производство, инфраструктура, строительство, а также телевидение и развлечения. Компания была основана Джоном Уолкером (John Walker) и двенадцатью другими со-основателями в 1982 году. В настоящее время штаб-квартира компании находится в San Rafael (Калифорния).

1.3.3.1 AutoCAD

AutoCAD (Рис.1.22) -- 2-х и 3-х мерная система автоматизированного проектирования и черчения компании Autodesk. Семейство продуктов AutoCAD является одним из наиболее распространённых САПР в мире.[источник?]

Компания Autodesk занимается разработкой системы автоматизированного проектирования AutoCAD более 20-ти лет. За это время были созданы тысячи дополнений и специализированные решения от сторонних фирм и самой компании Autodesk. На данный момент в мире насчитывается около шести миллионов пользователей AutoCAD.

В AutoCAD встроен диалект языка Lisp AutoLISP, обеспечивющий широкие возможности для автоматизации работы.

AutoCAD LT - "урезанная" версия AutoCAD. Она стоит дешевле полной версии AutoCAD (стоимость LT-версии составляет примерно половину стоимости полной версии). AutoCAD LT предназначен исключительно для двухмерного проектирования. В AutoCAD LT отсутсвуют инструменты трехмерного моделирования (однако остается возможность просмотра трехмерных моделей, сделанных в других системах) и программные средства адаптации системы (такие как AutoLISP и VBA). Полный список отличий можно найти на сайте Autodesk.

Компания Autodesk серьезно подошла к оптимизации рабочего пространства. Новый интерфейс, созданный с учетом пожеланий пользователей, позволяет ускорить выполнение рутинных задач проектирования и упростить вызов даже редко используемых команд. Опытные пользователи смогут дополнительно повысить производительность, а новички -- быстро освоить принципы и методы работы.

Для упрощения перехода с прошлых версий AutoCAD новый интерфейс сделан еще более расширяемым, усовершенствованы возможности его настройки. Сохранено и классическое рабочее пространство с традиционными меню и панелями инструментов, ими можно пользоваться для обучения.

1.3.3.2 Autodesk Inventor

Autodesk Inventor обеспечивает пользователя развитыми средствами трехмерного проектирования при сохранении возможности работы с двумерными проектами и полной поддержке формата DWG. Современные технологии Autodesk Inventor гарантируют высочайшую скорость и удобство проектирования и позволяют быстро освоить программу. Инновационные технологии Autodesk - такие как адаптивное проектирование, высокая производительность при проектировании сборок объемом в несколько десятков тысяч компонентов и коллективные средства разработки - способствуют быстрому и успешному решению конструкторских задач.

В пакет поставки наряду с Autodesk Inventor входит самая известная двумерная система проектирования AutoCAD, фактически ставшая мировым промышленным стандартом оформления проектной и конструкторской документации. AutoCAD или AutoCAD Mechanical (версия AutoCAD для машиностроителей) используется для поддержки старых проектов, а также для выполнения несложных проектов, не требующих трехмерного представления.

Доступная цена и широкий спектр решаемых задач делают комплекс программных продуктов Autodesk Inventor Series наилучшим решением среди САПР среднего уровня. Именно поэтому Autodesk Inventor является самой продаваемой САПР трехмерного проектирования на машиностроительном рынке.

Специализированные приложения позволяют решать задачи конечно-элементного анализа конструкции, оптимизации изделия с учетом воздействующих на него нагрузок, анализа и оптимизации динамических и кинематических характеристик изделия, технологические задачи подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, проектирования и построения разверток тонколистовых изделий и многое другое.

Еще до того как приступить к проектированию деталей и сборок вы можете рассмотреть различные варианты работы будущего изделия, выбрав из них наилучший. Среда работы с эскизами в Autodesk Inventor позволяет создать схемы работы изделия на основе этих вариантов. Для воплощения концепций в эскизы служит сочетание зависимостей и функций построения объектов. Пока лучшее решение не выбрано, вы можете оставить на экране несколько вариантов, выделяя их разными цветами.

В Inventor реализована интеграция 2D- и 3D-проектирования. Продукт способен читать и сохранять данные в формате DWG, обеспечивая их полную ассоциативность с 3D-моделью. Никакие дополнительные трансляторы для этого не нужны.

1.3.4 Bocad-3D

Bocad-3D -- одна из первых 3D-CAD программ для проектирования металлоконструкций, которая развивается уже более 30 лет.

Данная система проектирования позволяет конструктору в кратчайшие сроки и с большой точностью выполнять очень сложные проекты зданий и сооружений. После создания 3D-модели, простановка номеров позиций, создание чертежей и спецификаций происходит в автоматическом режиме, что уменьшает количество ошибок при получении конечного результата. Большое количество интерфейсов позволяет передавать данные из программы в другие приложения (DXF(2D&3D), DWG, DBF, XML, PDMS, SDNF, SDS/2.. и т. д.) Интерфейс DSTV предоставляет пользователям возможность получения файлов для станков ЧПУ.

В России первой компанией, которая начала использовать bocad-3D для проектирования металлоконструкций, и где в 1999 году была сделана первая локализация для русскоязычных пользователей 17 версии программы, стала компания Венталл (локализацию выполнили: Стрыков Андрей, Зеленова Наталья)

Bocad-3D -- мощная пространственная CAD-система проектирования металлоконструкций, охватывающая весь спектр строительства на основе стальных конструкций -- от несущих конструкций до стен, кровли и остекления.

Bocad-3D представлен на рынке программных продуктов уже более чем 18 лет. При этом происходит постоянное совершенствование системы в соответствии с пожеланиями конструкторов.

Комплексная система складывается из нескольких модулей:

· стальные конструкции;

· стена/кровля;

· конструкции из стекла и металла;

· лестницы, перила, балюстрады;

· деревянные конструкции;

· железобетон;

· визуализация.

Введение исходных данных осуществляется с помощью удобного графического пользовательского интерфейса. Bocad-3D позволяет проектировать объекты в произвольно выбранных плоскостях, сечениях и трехмерных видах, при этом изменения, вносимые в модель объекта, сразу отображаются во всех окнах и проекциях. Bocad-3D позволяет автоматически выполнять стандартные конструкторские задания, такие как проектирование различных соединений, связей и т. д. Благодаря автоматическому контролю построения производится размещение элементов и болтов без взаимных наложений и пересечений.

Bocad-3D совместим с другими системами; он создает любые спецификации и все виды необходимых чертежей (чертежи рабочие, сборочные, монтажные, перспективы и т.п. с необходимыми видами, сечениями и размерами) и позволяет передавать информацию на производственное оборудование с ЧПУ (числовым программным управлением).

1.3.5 Cadmech

САПР компании Intermech, система, значительно расширяющая возможности AutoCAD в области проектирования машиностроительных чертежей. Cadmech ускоряет проектирование по сравнению с «чистым» AutoCAD в несколько раз и сокращает сроки освоения AutoCAD до 2-3 дней. Cadmech создан совместными усилиями конструкторов и программистов, поэтому максимально учитывает специфику работы конструктора-механика.

Cadmech -- САПР компании Intermech, система, значительно расширяющая возможности AutoCAD в области проектирования машиностроительных чертежей. Cadmech ускоряет проектирование по сравнению с «чистым» AutoCAD в несколько раз и сокращает сроки освоения AutoCAD до 2-3 дней. Cadmech создан совместными усилиями конструкторов и программистов, поэтому максимально учитывает специфику работы конструктора-механика.

CADMECH - система, значительно расширяющая возможности AutoCAD в области проектирования машиностроительных чертежей. CADMECH ускоряет проектирование в 10-15 раз по сравнению с "чистым" AutoCAD и сокращает сроки освоения AutoCAD до 2-3 дней.

CADMECH создан совместными усилиями конструкторов и программистов, поэтому максимально учитывает специфику работы конструктора-механика. Использование CADMECH не требует для сопровождения штата программистов, однако оставляет возможность для привлечения их при расширении возможностей системы.

Производительность и качество системы определяются:

· наличием мощного средства для создания параметрических библиотек любых элементов непосредственно пользователем (при этом не требуется навыков в программировании);

· оригинальной технологией проектирования сборочных и деталировочных чертежей;

· предоставлением разнообразных функций машиностроительного проектирования;

· универсальным набором стандартных конструктивных элементов и решений;

· наличием мощной справочно-информационной базы, исключающей необходимость обращения к справочной литературе.

В стандартный комплект поставки входит:

· Cadmech - система проектирования сборочных единиц и деталей на базе AutoCAD (включает модуль параметрического проектирования).

· Paramech - модуль для создания собственных параметрических многовидовых моделей с последующим использованием требуемых проекций моделей в любых чертежах.

· IMBASE - справочно-информационная база данных стандартных элементов и материалов.

1.3.6 Dassault Systиmes

Dassault Systиmes S.A. (Euronext: DSY, NASDAQ: DASTY) - одна из ведущих компаний в области программного обеспечения CAx и PLM.

Основным продуктом компании является пакет CATIA (CAx-приложение). В портфолио компании входят также продукты ENOVIA, SMARTEAM, DELMIA, SolidWorks, SIMULIA, ACIS и Dymola а также eMatrix.

Компания была создана в 1981 году, как член Dassault Group.

В состав холдинга входят также:

· ABAQUS (100 %)

· ENOVIA MatrixOne (100 %)

· Spatial Corporation (100 %)

· SolidWorks Corporation (100 %)

· Virtools (100 %)

1.3.6.1 CATIA

CATIA -- система автоматизированного проектирования (САПР) французской фирмы Dassault Systиmes. CATIA V1 была анонсирована в 1981 году.

В настоящий момент в мире используются две версии -- V4 и V5, которые значительно отличаются между собой. CATIA V4 была анонсирована в 1993 году и создавалась для Unix-подобных операционных систем, CATIA V5 была анонсирована в 1998 году и это первая из версий, которая может работать под управлением Microsoft Windows. По заверению Dassault Systиmes CATIA V5 была воссоздана с «нуля» и воплотила в себе передовые технологии САПР конца 20-го века -- начала 21-го века.

Основными конкурентами являются NX (Unigraphics) и Pro/ENGINEER.

CATIA - ключевое PLM-решение Dassault Systиmes, обеспечивающее исключительное качество проектирования. Этот программный продукт, являющийся лидером на мировом рынке, адресуется всем производителям, от изготовителей комплексного оборудования и цепочек их поставщиков до небольших независимых предприятий. В сочетании с системами ENOVIA для поддержки решений и управления жизненным циклом и DELMIA для инжиниринга производства, CATIA V5 представляет собой ядро системы совместного управления жизненным циклом изделий.

CATIA V5 (обеспечивает комплексное Портфолио, помогающее создавать добавленную стоимость во всех отраслях промышленности.

Благодаря важным усовершенствованиям в таких областях, как проектирование изделий из композитов и 3D-проектирование электрических жгутов, и резкому повышению производительности пользователя, последний релиз CATIA V5 расширяет полномасштабный охват промышленных процессов.

CATIA PLM Express - гибкое и простое в использовании решение для малого и среднего бизнеса. Благодаря учету требований конкретных отраслей и дисциплин, оно позволяет компаниям с легкостью сделать первые шаги на пути к трансформации бизнеса.

CATIA V5R18 представляет собой важнейший релиз в жизненном цикле V5: предлагая ключевые технологии и решения для поддержки инноваций, он служит основой для более интенсивного сотрудничества среди сообществ. Девиз CATIA V5R18: “Развивая инновации путем совершенствования коллаборативных решений” - отражает эти две важнейшие характеристики релиза.

· Composites Design and Review (CPD & CPR):

CATIA V5R18 идет еще дальше по пути улучшения качества деталей из композитов, предлагая расширенные возможности для анализа композиционных материалов. Новая среда просмотра проектов обеспечивает доступ к спецификациям на детали всем участникам цепочки создания добавленной стоимости.

· Circuit Board Design (CBD):

Служит основой для эффективного сотрудничества в рамках автоматизированного проектирования электронной и машиностроительной продукции, благодаря проектировочному процессу Printed Circuit Board (PCB), обеспечивающему высокотехнологичным отраслям промышленности новые преимущества.

· Electrical Harness Installation (EHI):

Интеграция знаний на более ранних стадиях разработки позволяет существенно повысить качество и обеспечить новые возможности в области проектирования электрических жгутов.

· 3D Functional Tolerancing & Annotation (FTA):

Улучшение трехмерного отображения мастер-модели и повышение производительности пользователей благодаря возможности автоматически создавать фичерсы FT&A

· Photo Studio (PH1):

Обеспечивает окончательное согласование проектов благодаря реалистичному моделированию внешнего вида модели.

· Functional Molded Parts (FMP):

Укрепляет поддержку функционального моделирования для проектирования деталей со сложной механообработкой, распространяя этот уникальный подход на новые производственные процессы.

· Cast & Forged Part Optimizer (CFO):

Обеспечивает более высокую производительность проектирования двигателей и шасси благодаря уникальной функции "auto-draft".

· VPM Navigator (VPN):

CATIA V5R18 открывает новые горизонты для многодисциплинарного 3D-сотрудничества благодаря расширению поддержки данных из VPM-навигатора. В результате пользователи CATIA получают в свое 3DLive for CATIA.

· 3DLive for CATIA дает доступ к возможностям 3D Functional Tolerancing & annotation тысячам неспециалистов, использующих CATIA. Таким образом информация о продукции может распространяться в масштабах всего распределенного предприятия.

1.3.6.2 SolidWorks

SolidWorks -- продукт компании SolidWorks Corporation, программа предназначенная для трехмерного проектирования САПР и работает под управлением Microsoft Windows. Разработана как альтернатива для двухмерных программ САПР.

Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER, Solid Edge.

Главная задача программы -- предоставить пользователю мощность трёхмерной САПР системы по цене системы двухмерного САПР.

SolidWorks - система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения. Она представляет собой инструментальную среду, предназначенную для автоматизации проектирования сложных изделий в машиностроении и в других областях промышленности.

SolidWorks является системой гибридного (твердотельного и поверхностного) параметрического моделирования, она предназначена для проектирования деталей и сборок в трёхмерном пространстве (3-D проектирования), а также для оформления конструкторской документации.

Система относится к САПР "среднего класса". В отличие от "тяжелых" САПР (Unigraphics NX, Pro/Engineer, CATIA), разработанных для Unix-платформ, SolidWorks изначально создавалась для работы на персональных компьютерах в системе Microsoft Windows. SolidWorks имеет стандартный графический пользовательский интерфейс Windows, максимально использует все преимущества системы Microsoft Windows, такие как контекстные меню, режим copy-and-paste, режим drag-and-drop, быстрый просмотр, поиск и открытие файлов с помощью проводника, возможность "отката" и др. Кроме того, SolidWorks эффективно взаимодействует с такими Windows-приложениями, как Excel, Word и др. Очевидными достоинствами системы являются ее полная русификация и поддержка ЕСКД, что выгодно отличает SolidWorks от других зарубежных САПР. В системе SolidWorks поддерживаются все основные стандарты представления и обмена данными. В состав базового пакета SolidWorks входит более 20 трансляторов для экспорта и импорта.

SolidWorks - система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения. SolidWorks является ядром интегрированного комплекса автоматизации предприятия, с помощью которого осуществляется поддержка жизненного цикла изделия в соответствии с концепцией CALS-технологий, включая двунаправленный обмен данными с другими Windows-приложениями и создание интерактивной документации. В зависимости от класса решаемых задач заказчикам предлагается три базовых конфигурации системы: SolidWorks, SolidWorks Professional и SolidWorks Premium.

1.3.7 Electric

Electric VLSI Design System -- САПР, используемая для разработки электрических схем и проектирования топологии печатных плат. Помимо прочего, это удобный инструмент для использования языков описания аппаратуры, таких как VHDL и Verilog.

Electric являлся open-source проектом в течение многих лет, и сейчас он легко доступен через FSF (Free Software Foundation).

Electric VLSI -- система автоматизированного проектирования сверхбольших интегральных схем (СБИС). При помощи Electric можно разрабатывать интегральные МОП и биполярные схемы, печатные платы или схемы любого типа. Electric имеет множество стилей редактирования, включающих планирование, схематику, иллюстрации, архитектурное проектирование. Electric может взаимодействовать с различными спецификациями и форматами файлов как VHDL, CIF, GDS II. Наиболее ценная встроенная в Electric возможность -- это система привязок, которая даёт возможность осуществлять проектирование сверху вниз с соблюдением целостности всех соединений.

Electric объединяет в себе множество различных синтетических тестов и анализирующих инструментов:

· Design rule checking включает два встроенных инструмента контроля и два интерфейса к ним.

· Electrical Rule Checking инструмент для контроля карманов/подложки и проверки с помощью Antenna-rules.

· Simulation два встроенных симулятора и интерфейса для более чем дюжины промышленных инструментов (Spice, Verilog, и т. д.)

· Routing пять различных трассировщиков для широкого круга задач.

· Generators генератор ПЛМ, генератор ячеек, генераторы структурной подложки и генератор ПЗУ.

· Logical Effort инструмент для анализа схемы и изменения её компонентов с учетом метода логического усилия.

· LVS (layout vs. schematic) приспособление для сравнения двух некоторых выбранных эквивалентов схем (Рис.1.29).

· Чтение/Запись способность считывать и записывать описание схемы в множество форматов, включающих CIF, GDS, EDIF, DXF, и VHDL. Это также позволяет осуществить взаимосвязь с другими системами, такими как Eagle, Pads, ECAD, и Sue.

1.3.8 IntelliCAD

IntelliCAD -- система автоматизированного проектирования, разрабатываемая международным консорциумом IntelliCAD Technology Consortium.

Целью данного консорциума является разработка DWG-совместимой платформы IntelliCAD. Компании - участники консорциума "надстраивают" и адаптируют платформу, а также занимаются рекламой и продажей системы под собственными торговыми марками. Консорциум тесно сотрудничает с некоммерческой организацией Open Design Alliance, которой была выполнена обратная разработка формата DWG.

Особенности IntelliCAD и систем на ее основе:

· Форматы файлов DWG и DXF используются в качестве основного "рабочего" формата файлов;

· Полная совместимость с интерфейсом и средствами адаптации AutoCAD: командной строкой, меню, штриховками, шрифтами и т.п.

· Язык разработки пользовательских приложений Lisp полностью совместим с диалектом AutoLISP, используемым вAutoCAD;

· В некоторых программах на базе IntelliCAD используются также другие средства разработки приложений, аналогичные VBA и ARX в AutoCAD.

Достоинства систем на базе IntelliCAD:

· Цена. Стоимость продуктов на базе IntelliCAD составляет от 15% до 40% стоимости AutoCAD LT (от 10% до 20% стоимости полной версии AutoCAD);

· Интерфейc программ на базе IntelliCAD в той или иной степени повторяет интерфейс AutoCAD;

· Совместимость со средствами адаптации и с пользовательскими приложениями, написанными на AutoLISP, существенно облегчает миграцию пользователей AutoCAD;

· По сравнению с AutoCAD LT системы на базе IntelliCAD обладают некоторыми преимуществами (адаптация с помощью встроенных языков программирования (Lisp, VBA), возможность трехмерного моделирования и т.п.).

Недостатки систем на базе IntelliCAD:

· Ограниченная совместимость с оригинальным форматом файлов DWG от Autodesk;

· Чаще всего проблемы совместимости возникают в случае, если файл был создан в одном из вертикальных приложений на базе AutoCAD и содержит специфические элементы. Обмениваться данными между AutoCAD и IntelliCAD следует с некоторой осторожностью;

1.3.9 MathCAD

Mathcad -- программа для выполнения и документации инженерных и научных расчётов. Появившись в 1986 году для платформы MS-DOS, Mathcad впервые среди программ подобного рода использовал наборную математическую нотацию, совмещённую с автоматической системой вычислений. Кроме того, впервые было реализовано автоматическое вычисление и проверка единиц измерения. Например, СИ. На сегодняшний день Mathcad включает некоторые возможности алгебраических систем для ЭВМ, но при этом сохраняет ориентацию на инженерные приложения. Изначально Mathcad был создан Алэном Рэздоу из Массачусетского технологического института (MIT), который впоследствии стал одним из основателей фирмы Mathsoft, ныне являющейся частью корпорации Parametric Technology.

Несмотря на то, что данная программа ориентирована на пользователей, мало знакомых с программированием, она всё же находит применение в достаточно сложных проектах для визуализации результатов математического моделирования с использованием распределённых вычислений и традиционных языков программирования. Также Mathcad часто используется в крупных инженерных проектах, где большое значение имеет трассируемость и соответствие стандартам.