Промышленность производство : Контрольная работа: Системы автоматизированного проектирования и PLM-системы

Контрольная работа: Системы автоматизированного проектирования и PLM-системы

Системы автоматизированного проектирования и PLM-системы

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение

1. Предпосылки внедрения САПР

2. Условная классификация САПР

3. Инженерные решения

4. САПР для машиностроения

5. Архитектурно-строительные САПР

6. САПР через Интернет

7. Плоттер - спутник САПР

8. Принципы выбора

9. Новая жизнь старых чертежей

10. Обратно к карандашу

11. PLM-системы

11.1 Жизненный цикл продукта (изделия)

11.2 Product Lifecycle Management

11.3 New PLM

12. Противоречивые оценки аналитиков

13. Производители и потребители PLM

Выводы

Литература

Введение

Тема контрольной работы «Системы автоматизированного проектирования и PLM-системы».

Качество и стоимость машиностроительного, строительного или производственного проекта во многом определяются применяемой технологией проектирования. В былые времена вся техническая документация создавалась вручную на кульманах и чертежных досках. Но сегодня, когда ПК появились на рабочих местах конструкторов и технологов, любой проект немыслим без использования систем автоматизированного проектирования (САПР).

В нашей стране такие системы появились в качестве «прогрессивного средства по ускорению работы конструкторских бюро» в начале 80-х годов прошлого века в авиационной отрасли. Хотя первые попытки не дали ожидаемых результатов, тем не менее, они все же подтолкнули к развитию этого направления. И если сначала основная задача САПР сводилась к построению внешних поверхностей машин и станков, прочностных расчетов, то вскоре эти системы «научились» рассчитывать различного рода схемы, рисовать архитектурные и строительные чертежи, создать подписи и проставлять размеры и, вообще, создавать законченные и оформленные чертежи в соответствии с требованиями существующих стандартов.

Цель работы ознакомится с системами автоматизированного проектирования и PLM-системами.

1. Предпосылки внедрения САПР

САПР возникли как чертежные пакеты и специализированные векторные графические редакторы. В основном они были ориентированы на конструкторов и разработчиков и предназначены для создания машиностроительных и архитектурных чертежей, электрических схем, первоначально не предусматривая особенных интеллектуальных функций. Отличие САПР от графических редакторов заключается в возможности работы с дигитайзером (устройством для ввода графической информации), развитой системой создания подписей и нанесения размеров, создании законченного и оформленного чертежа. Постепенно развивалась унификация, возможность сборки чертежа из стандартных элементов, появилась возможность сопровождать этот процесс выпуском сопутствующей документации. Вслед за этим в САПР стали включаться различные расчеты (прочностные, тепловые), и эти программы стали все более различаться, ориентируясь на различные области применения.

Сегодня все больше руководителей предприятий изыскивают средства для приобретения современных САПР. Это можно объяснить тем, что применение вычислительной техники в области автоматизации труда конструкторов и технологов доказало эффективность и жизнеспособность этих решений.

Ведь применение САПР позволяет повысить производительность труда конструктора и технолога в 2-3 раза, повысить эффективность взаимодействия между различными подразделениями, уровень и качество конструкторско-технологических работ. Кроме того, с помощью САПР можно сократить сроки технической подготовки производства, высвободить конструкторов от непроизводительных работ, расширить возможности проектирования и изготовления сложного оборудования, а также создавать единую унифицированную конструкторско-технологическую базу данных предприятия. А все это в свою очередь позитивно сказывается на финансовом положении предприятия.

2. Условная классификация САПР

Фактически, в зависимости от имеющихся функций, требований к оборудованию и цен, все САПР условно можно разделить на простейшие, простые, средние и сложные.

К первым двум классам до последнего времени можно было отнести практически все системы, работающие на ПК преимущественно в среде MS-DOS и Windows. Программы этих категорий служат для выполнения простых двухмерных чертежей без возможностей сложного геометрического моделирования, хотя и имеют ограниченный набор функций по трехмерному моделированию.

Категория средних САПР сформировалась сравнительно недавно. Практически все представленные в ней САПР базируются на платформе Windows 98/NT/2000/XP. Обязательным условием для них является наличие функции обмена данными (или интеграции) с системами управления производством.

Сложные САПР применяются для решения наиболее трудоемких задач - моделирования поведения сложных механических систем в реальном масштабе времени, оптимизирующих расчетов с визуализацией результатов, расчетов температурных полей и теплообмена и т. д. Обычно в состав системы входят как графические, так и модули для проведения расчетов и моделирования, постпроцессоры для станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Деление САПР по областям применения показано в табл. 1.

Таблица 1. Области применения САПР

3. Инженерные решения

Прежде, чем начать проектирование, необходимо получить инженерные навыки. Существует несколько программ, которые позволяют решать инженерные задачи.

Среди них прежде всего нужно выделить «классика» - AutoCAD от Autodesk. Эта программа настолько популярна и известна, что даже те, кому она не нужна по роду их деятельности, знают о ней. А ее последняя версия 2000 предоставляет действительно интеллектуальную среду проектирования. Ее новый инструмент AutoCAD DesignCenter позволяет просматривать в проводнике файлы на локальном диске или в сети, добавлять часто используемые файлы в папку AutoCAD DesignCenter, просматривать растровые файлы и вставлять их в чертежи, выполнять поиск по тексту и осуществлять ряд других операций. Теперь можно открывать неограниченное количество документов в одной сессии. При этом предлагаются инструменты, способные существенно сократить рутинные операции при проектировании, например, возможность перетаскивания (Drag & Drop) и копирование-вставка объектов.

Используя редактирование внешних ссылок и блоков, прямо на месте можно редактировать детали, оформленные в отдельных файлах (деталировку) прямо на сборочном чертеже. При работе с большими чертежами очень удобна частичная загрузка файла, когда еще на стадии загрузки чертежа, определяется, какие слои и виды загружать, а какие - нет. Имеется возможность динамически вращать тонированный объект, задавать секущие плоскости и просматривать сечение твердотельной модели, а также ряд оформления чертежей.

Программа DenebaCAD от Deneba Software за счет своей стоимости ($550) может составить в финансовом отношении альтернативу AutoCAD. Эта САПР совместима почти со всеми стандартными файловыми форматами AutoCAD, а именно с DWG- и DXF-файлами.

В DenebaCAD реализованы все функции, наличие которых предполагается в САПР высокого уровня. Кроме того, она содержит логические библиотеки и группы, которых нет ни в одном другом пакете. Но самое большое достоинство - это среда архитектурного проектирования, в которой принят архитектурный подход к проектированию, начиная с ортогональных проекций на плоскости с использованием двумерной информации для построения 3D-чертежей. Также имеется возможность работать с аксонометрическими проекциями.

Еще один продукт от Autodesk - Actrix Technical - это идеальный инструмент для быстрого создания двухмерных (2D) чертежей, различных схем и блок-схем. При использовании интуитивного интерфейса и механизма Drag & Drop построение чертежей и схем из интеллектуальных элементов ActiveShapes может выполняется с необычайной легкостью и быстротой.

Actrix Technical содержит множество готовых решений для создания чертежа. Элементы библиотеки ActiveShapes рассортированы в каталоги по различным областям применения: бизнес-схемы, электрические схемы, строительное проектирование и планировка помещений, кабельные и компьютерные сети, промышленное и производственное проектирование, а также библиотека общеупотребительных символов. Разрабатывая чертежи, можно использовать как встроенные каталоги элементов ActiveShapes, так и создавать свои собственные. При этом объекты ActiveShapes легко редактировать и изменять их размеры, сохраняя имеющиеся пропорции.

В программе использована новая технология интеллектуального соединения элементов. При перетаскивании элементов ActiveShapes на рабочее поле автоматически осуществляется привязка, ориентация и выравнивание этого элемента к уже имеющимся объектам. Чертежи, разработанные в среде AutoCAD, можно размещать как подложку и затем, используя технологию Autodesk Plugs and Sockets, привязывать размещенные в ActiveShapes элементы к этому чертежу.

Для просмотра чертежей, аннотирования, проведения измерений в чертеже и печати проектных данных, включая стандартные форматы DWG, DXF и DWF, можно порекомендовать Volo View, которая не требует AutoCAD. Благодаря этому программному продукту, команды проектировщиков могут быстро и более эффективно обмениваться информацией через Internet и вносить изменения в чертежи. Volo View обладает полной совместимостью с AutoCAD 2000, использует технологию Actrix ActiveShapes, позволяет просматривать объекты с возможностью трехмерного вращения.

4. САПР для машиностроения

Mechanical Desktop от AutoCAD является одним из наиболее распространенных продуктов для машиностроителей. В ее последней версии появились усовершенствования, связанные с проектированием узлов, многооконной средой проектирования, упрощением интерфейса, интеграцией с приложениями пакета Genius, который выделяется своими библиотеками для машиностроения.

Расширенная версия, Mechanical Desktop Power Pack (рис. 1), объединяет все возможности AutoCAD Mechanical и Genius Desktop. В распоряжении конструктора более 1200000 2D- и 3D-изображений стандартных деталей, конструкторских элементов и прокатных профилей, а также набор команд для выполнения инженерных расчетов.

Рис. 1. Спроектированную деталь можно «повертеть в руках» с помощь механизмов перемещения на экране

AutoCAD Mechanical - программный продукт на базе AutoCAD для применения в машиностроительном проектировании, оптимизирован для использования при создании и оформлении машиностроительных чертежей. Сочетает в себе скорость, надежность и продуктивность AutoCAD 2000 со специальными возможностями, обеспечивающими более эффективную работу конструктора-механика.

Еще один продукт Autodesk - Autodesk Inventor - построен на принципиально новом архитектурном ядре, независимом от AutoCAD. Он предназначен для решения сложных задач при работе над крупными проектами. Использование графической системы с поддержкой OpenGL позволяют работать в Autodesk Inventor с трехмерными сборками, содержащими более 10000 компонентов.

Стандартный графический пользовательский интерфейс Windows и средства твердотельного параметрического моделирования SolidWorks 2000 позволяют создавать 3D-модели деталей, сборочных единиц, генерировать чертежи, значительно снижая сроки проектирования и уменьшая время выхода изделий на рынок.

Результатом работы системы SolidWorks является пространственная твердотельная параметрическая модель детали или сборки, которая затем передается в партнерские системы инженерных расчетов, проектирования технологической оснастки или системы генерации управляющих программ для станков с ЧПУ, а также полностью законченные рабочие чертежи детали или полное описание сборочной единицы.

SolidWorks представляет собой систему, позволяющую создавать управляемые размерами твердотельные модели, и может служить ядром для решения множества различных инженерных задач. Она способна автоматически создавать чертежи, связанные (ассоциированные) с моделью так, что изменения, сделанные в модели, отражаются и в чертеже. Вместе с SolidWorks поставляются различные модули, например, для прокладки трасс трубопроводов.

Среди украинских пользователей достаточно популярен и пакет Компас, основное усовершенствование новой версии которого заключается в существенном улучшении модуля 3D- моделирования KOMПAC-3D. В этом пакете также значительно расширены возможности моделирования деталей. В операциях выдавливания появились новые способы автоматического определения глубины выдавливания.

Среди нововведений можно отметить возможность управления документами Компас (чертежами, фрагментами, моделями) и поддержку записи файлов в формате AutoCAD - DWG. Несмотря на то, что этот программный продукт достаточно сложен, в нем реализованы технологии современных Windows-приложений, а имеющаяся справочная система и примеры чертежей и 3D-объектов облегчают его освоение.

Среди программ, позволяющих оформлять конструкторскую документацию в соответствии с требованиями отечественных стандартов ЕСКД, можно выделить Mechanics LT. Использование этой системы позволяет в несколько раз сократить время оформления конструкторской документации. При разработке Mechanics LT основное внимание было сосредоточено на качестве работы системы, разработке мощной системы подсказок и переводе системы на современные программные технологии.

Также стоит обратить внимание на Техтран - семейство современных систем, объединенных общим названием, единой структурой и интерфейсом. Каждая из систем, входящих в Техтран, ориентирована на определенный вид обработки (фрезерная, токарная, електроэрозионная, раскрой листового материала). Техтран обеспечивает построение геометрической модели детали, задание обработки (построение траектории движения инструмента и назначение технологических команд), автоматическое генерирование текста программы на языке Техтран, настройку на конкретное оборудование с ЧПУ.

5.Архитектурно-строительные САПР

Среди старожилов в этой отрасли выделяется архитектурный пакет ArchiCAD (рис. 2), который ориентирован на крупные и средние строительные компании. Он был разработан специально для архитектуры и строительного дизайна. В нем можно одновременно работать над созданием проекта и составлять сопутствующую строительную документацию, так как программа хранит полный объем информации о проектируемом здании: планы, разрезы, перспективы, перечень необходимых стройматериалов, а также замечания архитектора, сделанные в процессе работы. Все изменения, вносимые в проект, автоматически отражаются в конструкторской документации. На любом этапе работы можно увидеть проектируемое здание в трехмерном виде, в разрезе, в перспективе, а также сделать анимационный ролик.

ArchiCAD позволяет одновременно работать над созданием проекта и составлять сопутствующую строительную документацию.

Программный продукт Architectural Desktop - это ответ компании AutoCAD на многочисленные версии Archicad в области архитектурного проектирования. Как в большинстве архитектурных программ, в Architectural Desktop сначала прорисовывается пространственная модель здания, а потом проводится подробная детализация без потери первоначальной идеи. Отличительной чертой является возможность создания макета здания при помощи mass-элементов или тел, полученных из 20-кривых с помощью вращения или выдавливания.

На основе AutoCAD в Киеве разработано строительное приложение МАЭСТРО (рис. 3), состоящее из трех самостоятельных модулей: МАЭСТРО-А (рабочее место арх