Кінець. Початок частина 1

CAM

Українським аналогом терміну CAM є АСТПВ — автоматизована система технологічної підготовки виробництва. Фактично ж технологічна підготовка зводиться до автоматизації програмування устаткування з ЧПУ  (2- осьові лазерні верстати) (3- і 5-осьові фрезерні верстати з ЧПУ; токарні верстати, оброблювальні центри; автомати подовжнього точіння і токарно-фрезерної обробки; ювелірне і об'ємне гравіювання).

Як правило, більшість програмно-обчислювальних комплексів поєднують в собі вирішення завдань CAD/CAM, CAE/САМ, CAD/CAE/САМ.

CALS

CALS-технології — сучасний підхід до проектування і виробництва високотехнологічної і наукоємкої продукції, що полягає у використанні комп'ютерної техніки і сучасних інформаційних технологій на всіх стадіях життєвого циклу виробу, що забезпечує одноманітні способи управління процесами і взаємодії всіх учасників цього циклу: замовників продукції, постачальників/виробників продукції, експлуатаційного і ремонтного персоналу, реалізована відповідно до вимог системи міжнародних стандартів, що регламентують правила вказаної взаємодії переважно за допомогою електронного обміну даними.

Вживання CALS-технологій дозволяє істотно скоротити об'єми проектних робіт, оскільки опису багатьох складових частин устаткування, машин і систем, що проектувалися раніше, зберігаються в уніфікованих форматах даних мережевих серверів, доступних будь-якому користувачеві технологій CALS. Істотно полегшується вирішення проблем ремонтопридатності, інтеграції продукції в різного роду системи і середовища, адаптації до змінних умов експлуатації, спеціалізації проектних організацій і тому подібне. Передбачається, що успіх на ринку складної технічної продукції буде немислимий поза технологіями CALS.

Розвиток CALS-технологій повинен привести до появи так званих віртуальних виробництв, в яких процес створення специфікацій з інформацією для программно-керованого технологічного устаткування, достатньою для виготовлення виробу, може бути розподілений в часі і просторі між багатьма організаційно-автономними проектними студіями. Серед безперечних досягнень CALS-технологій слід зазначити легкість поширення передових проектних рішень, можливість багатократного відтворення частин проекту в нових розробках і ін.

Побудова відкритих розподілених автоматизованих систем для проектування і управління в промисловості складає основу сучасних CALS-технологій. Головна проблема їх побудови — забезпечення одноманітного опису і інтерпретації даних, незалежно від місця і часу їх здобуття в загальній системі, що має масштаби аж до глобальних. Структура проектної, технологічної і експлуатаційної документації, мови її вигляду мають бути стандартизованими. Тоді стає реальною успішна робота над загальним проектом різних колективів, розділених в часі і просторі і використовуючих різні CAD/CAE/САМ-системи. Одна і та ж конструкторська документація може бути використана багато разів в різних проектах, а одна і та ж технологічна документація — адаптована до різних виробничих умов, що дозволяє істотно скоротити і здешевити загальний цикл проектування і виробництва. Крім того, спрощується експлуатація систем.

Історія розвитку

Історію розвитку ринку CAD/CAE/САМ-систем можна досить умовно розбити на три основні етапи, кожен з яких тривав, приблизно, по 10 років.

Перший етап почався в 1970-і роки. В ході його був отриманий ряд науково-практичних результатів, що довели принципову можливість проектування складних промислових виробів. Під час другого етапу (1980-і) з'явилися і почали швидко поширюватися CAD/CAE/САМ-системи масового вживання. Третій етап розвитку ринку (з 1990-х років до теперішнього часу) характеризується вдосконаленням функціональності CAD/CAE/САМ-систем і їх подальшим поширенням у високотехнологічних виробництвах (де вони краще всього продемонстрували свою ефективність).

На початковому етапі користувачі CAD/CAE/САМ-систем працювали на графічних терміналах, приєднаних до мейнфреймам виробництва компаній IBM і Control Data, або ж МІНІ-ЕОМ DEC PDP-11 і Data General  Nova. Більшість таких систем пропонували фірми, що продавали одночасно апаратні і програмні засоби (в ті роки лідерами даного ринку були компанії Applicon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision  і Intergraph). В мейнфреймах того часу були ряд істотних недоліків. Наприклад, при розділенні системних ресурсів дуже великим числом користувачів навантаження на центральний процесор збільшувалося до такої міри, що працювати в інтерактивному режимі ставало важко. Але у той час користувачам CAD/CAE/САМ-систем нічого, окрім громіздких комп'ютерних систем з розділенням ресурсів (по встановлюваних пріоритетах), запропонувати було нічого, оскільки мікропроцесори були ще вельми недосконалими. За даними Dataquest, на початку 1980-х вартість однієї ліцензії CAD-системи доходила до 90 000 дол.

Розвиток додатків для проектування шаблонів друкарських плат і шарів мікросхем зробив можливою появу схем високої міри інтеграції (на базі яких і були створені сучасні високопродуктивні комп'ютерні системи). Протягом 1980-х років було здійснено поступове переведення CAD-систем з мейнфреймів на персональні комп'ютери (ПК). У той час ПК працювали швидше, ніж багатозадачні системи, і були дешевше. За даними Dataquest, до кінця 1980-х років вартість CAD-ліцензії знизилася, приблизно, до 20 000 дол.

Слід сказати, що на початку 1980-х років сталося розшарування ринку cad-систем на спеціалізовані сектори. Електричний і механічний сегменти CAD-систем розділилися на галузі ECAD і MCAD. Розійшлися по двох різних напрямах і виробники робочих станцій для CAD-систем, створених на базі ПК:

·        частина виробників зорієнтувалася на архітектуру IBM РС на базі мікропроцесорів Intel х86;

·        інші виробники віддали перевагу орієнтації на архітектуру Motorola (ПК її виробництва працювали під управлінням ОС Unix від AT&T, ОС Macintosh від Apple і Domain OS від Apollo).

Продуктивність CAD-систем на ПК у той час була обмежена 16-розрядною адресацією мікропроцесорів Intel і MS-DOS. Внаслідок цього, користувачі, що створюють складні твердотілі моделі і конструкції, вважали за краще використовувати графічні робочі станції під ОС Unix з 32-розрядною адресацією і віртуальною пам'яттю, що дозволяє запускати ресурсоємні програми.

До середини 1980-х років можливості архітектури Motorola  були повністю вичерпані. На основі передової концепції архітектури мікропроцесорів з усіченим набором команд (Reduced Instruction Set Computer — RISC) були розроблені нові чіпи для робочих станцій під ОС Unix (наприклад, Sun SPARC). Архітектура RISC дозволила істотно підвищити продуктивність CAD-систем.

З середини 1990-х років розвиток мікротехнологій дозволив компанії Intel здешевити виробництво своїх транзисторів, підвищивши їх продуктивність. Внаслідок цього з'явилася можливість для успішного змагання робочих станцій на базі ПК з RISC/Unix-станціями. Системи RISC/Unix були широко поширені в 2-ій половині 1990-х років, і їх позиції все ще сильні в сегменті проектування інтегральних схем. Але зараз Windows NT і Windows 2000 практично повністю домінують в областях проектування конструкцій і механічного інжинірингу, проектування друкарських плат і ін. За даними Dataquest і IDC, починаючи з 1997 року робочі станції на платформі Windows NT/Intel (Wintel) почали обганяти Unix-станції по об'ємах продажів. За період з початку появи CAD/CAE/САМ-систем вартість ліцензії на них знизилася до декількох тисяч доларів (наприклад, 6000 дол. в Pro/Engineer).

Роль і вибір САПР

Давайте розглянемо, яку роль відіграють системи автоматизованого проектування і чим вони, власне, корисні.

Завдяки системам автоматизованого проектування (САПР) відчутно (в декілька раз) скорочуються терміни виконання і підготовки конструкторської  і технічної документації. Такий виграш по часу досягається за рахунок автоматизації більшості дій, пов’язаних з цим процесом.

Крім того, в результаті використання машинного проектування відчутно покращується якість як технічної документації, так і безпосередньо самих конструкторських розробок. Конструктору, інженеру, проектанту більше не потрібно велику частину своїх зусиль витрачати на рутині операції. Він може цілком зосередитись на самому творчому процесі розробки.

САПР дозволяє практично повністю виключити повторення одних і тих же дій. Наприклад, якщо ви створили креслення деталі, а потім вам потрібно цю ж деталь накреслити на іншому кресленню (наприклад, в складі зібраного креслення), то вам не потрібно буде робити це знову. Достатньо буде двох-трьох секунд, щоб скопіювати побудову з одного креслення на інше. Потрібно також відмітити, що сучасні системи автоматизованого проектування дозволяють вирішувати конструкторські завдання комплексно: від побудови задачі до отримання креслень і програм для обладнання (станків) з числовим програмним управлінням (ЧПУ). В кінцевому результаті це дозволяє в декілька раз прискорити не тільки виконання креслень, а і виготовлення самих деталей.

Правильний вибір САПР — надійна умова ефективного проектування. Критерії вибору:

·        поширеність САПР (якщо це дійсно перший критерій для виконання даного завдання);

·        ціна САПР, її супроводжування і модифікації;

·        широта обхвату завдань проектування;

·        зручність роботи САПР і її «дружність»;

·        наявність широкої бібліотечної підтримки стандартних рішень;

·        можливість і простота стиковки з іншими САПР;

·        можливість колективної роботи.

Введення  в AutoCAD 2006

Система AutoCAD 2006 являє собою систему автоматизованого проектування, що відноситься до класу так званих CAD-систем. Тобто ця система призначена для підготовки технічної документації і дозволяє будувати креслення практично любої складності.

Розробник AutoCAD американська компанія Autodesk є лідером на світовому ринку в області розробки систем САПР. Сама назва системи AutoCAD утворена від скороченого англійського словосполучення Automated Computer Aided Drafting and Designа, що перекладається як ”Автоматизоване креслення і проектування з допомогою ЕОМ”.

Обговорити на Форумі