У дома » Почивен ден

Технически средства за компютърно проектиране. Информационна технология за компютърно проектиране

Лекция 7 Приложна информационна технология: информационни технологии в образованието, компютърно проектирана технология за проектиране План Информационни технологии в образованието Информационни технологии компютърно проектиране


Информационни технологии в образованието В процеса на информатизация на образованието е необходимо да се подчертаят следните аспекти: Методологически аспект Икономически аспект Технически аспект Технологичен аспект Методологичен аспект


Методологически аспект. Основният проблем е развитието на основните принципи на образователния процес, съответстващи на съвременното ниво на информационните технологии. На този етап новите технологии изкуствено се наслагват върху традиционните образователни форми.


Икономическият аспект. Икономическата основа на информационното общество са клоновете на информационната индустрия (телекомуникации, компютърни, електронни, аудиовизуални), които преминават през процес на технологична конвергенция и корпоративни сливания. Наблюдава се интензивен процес на трансформиране на „електронната търговия“ в телекомуникациите в средство за правене на бизнес.


Техническият аспект. Понастоящем са създадени и внедрени доста голям брой софтуерни и технически разработки, които прилагат отделни информационни технологии, използвайки несъвместими технически и софтуерни инструменти, което усложнява репликацията, става пречка за комуникация с информационни ресурси и компютърно оборудване. Следователно новостта на този проект е разработването на стандартен модел на информатизация с всички компоненти на компютъризация и видове поддръжка.


Технологичен аспект. Технологичната основа на информационното общество са телекомуникациите и информационните технологии, които са се превърнали в лидери на технологичния прогрес, неразделен елемент от всяка съвременна технология и формирането на информационното общество.


Методологически аспект. Основните предимства на съвременните информационни технологии (видимост, възможност за използване на комбинирани форми на представяне на информация - данни, стерео звук, графика, анимация, обработка и съхранение на големи количества информация, достъп до световни информационни ресурси) трябва да станат основа за подкрепа образователния процес.


Ефективност на използването на информационни ресурси при преподаване Основните фактори, влияещи върху ефективността на използване на информационните ресурси в образователния процес: 1. Претоварването с информация е реалност. 2. Въвеждането на съвременни информационни технологии е препоръчително, ако ви позволява да създадете допълнителни възможности в следните области: достъп до голям обем образователна информация; образна визуална форма на представяне на изучения материал; подкрепа за активни методи на преподаване; възможността за вложено модулно представяне на информация. 3. Изпълнение на следните дидактически изисквания: целесъобразност на представяне на учебни материали; достатъчност, яснота, пълнота, модерност и структурираност на учебния материал; многопластово представяне на учебни материали според нивото на сложност; своевременност и пълнота на контролните въпроси и тестове; регистриране на действия по време на работа; интерактивност, възможност за избор на режим на работа с учебни материали; 4. Компютърна поддръжка за всеки изучаван предмет.


Положителни и отрицателни качества на използването на ИТ за по -голяма адаптация на ученика към учебния материал; възможността за избор на метод за усвояване на предмета, който е по -подходящ за ученика; регулиране на интензивността на обучението на различни етапи от образователния процес; самоконтрол; Достъп до образователни ресурси на руско и световно ниво; поддръжка на активни методи на преподаване; образна визуална форма на представяне на изучения материал; принцип на модулна конструкция; развитие на самообучение. психобиологична култура, застрашаваща идентичността на обучаваните; социално-икономическо създаване на неравни възможности за качествено образование; политически, допринасящ за унищожаването на гражданското общество в националните държави; Етично и законово, водещо до неконтролирано копиране и използване на чужда интелектуална собственост.


Насоки на използване на информационните технологии Понастоящем широко се използват следните направления на използване на информационните технологии: Компютърни програми и системи за обучение (ITO). Системи, базирани на мултимедийни технологии, изградени с помощта на видео технология. Интелигентни системи за обучение на експерти Информационни среди, базирани на бази данни и бази знания. Телекомуникационни системи, прилагащи електронна поща, телеконферентни връзки и др. Електронна типография за десктоп. Електронни библиотеки от разпределен и централизиран характер Географски информационни системи Системи за информационна сигурност с различна насоченост.


Информационни технологии за компютърно проектиране В съвременното информационно общество са необходими идеи за целите и възможностите на системите за автоматизирано проектиране (CAD). Такива системи ви позволяват бързо да създадете чертеж или диаграма.


Основните направления при създаването на CAD продукти са универсален графичен пакет за равнинно рисуване, обемно моделиране и фотореалистична визуализация; отворена графична среда за създаване на приложения (самата CAD за решаване на различни дизайнерски и технически проблеми в различни области); графичен редактор и среда за графично приложение; отворена дизайнерска среда; CAD за непрофесионалисти


CAD на клетъчно ниво (P - CAD, OrCAD, DesignLab, ACCEL EDA, CADdy), осигуряващо вход за верига, окабеляване и производство на печатни платки; схематична CAD (PSpice, MicroCAP, Electronics Workbench, SISIE, MR-CAD, Sympathy, CircuitMaker, Dynamo), осигуряваща схематичен вход и моделиране; CAD на обемни структури (AutoCAD, EUCLID, T-FLEX CAD и др.), Осигуряващи разработването и пускането на проектна документация.

От PIE Wiki

Система за автоматизирано проектиране (CAD)- е организационна и техническа система, състояща се от набор от инструменти за автоматизация на проектирането и екип от специалисти от подразделенията на проектантската организация, изпълняващи автоматизирано проектиране на обект, което е резултат от дейността на проектната организация.

Въведение в CAD

Автоматизацията на проектирането заема специално място сред информационните технологии. Първо, автоматизацията на проектирането е синтетична дисциплина и много други съвременни информационни технологии са нейните съставни части. Така техническата поддръжка на системите за автоматизирано проектиране (CAD) се основава на използването на компютърни мрежи и телекомуникационни технологии, в CAD системите се използват персонални компютри и работни станции.

CAD софтуерът се отличава с богатството и разнообразието от методи, използвани в изчислителната математика, статистиката, математическото програмиране, дискретна математика и изкуствения интелект. CAD софтуерните системи са сред най -сложните съвременни софтуерни системи, базирани на Unix, Windows 95 / NT операционни системи, езици за програмиране. С, С ++, Java и други съвременни CASE технологии, релационни и обектно-ориентирани системи за управление на бази данни (СУБД), отворени системни стандарти и обмен на данни в компютърни среди.

Второ, познаването на основите на автоматизацията на проектирането и способността за работа с CAD инструменти са необходими за почти всеки инженер-разработчик. Дизайнерските отдели, дизайнерските бюра и офисите са наситени с компютри. Работата на дизайнер на обикновена дъска за рисуване, изчисления с помощта на правило за слайдове или дизайн на доклад на пишеща машина са се превърнали в анахронизъм. Предприятията, които се развиват без CAD или само с малка степен на използване, се оказват неконкурентоспособни както поради големите материални и времеви разходи за проектиране, така и поради ниското качество на проектите. Появата на първите програми за автоматизация на проектирането в чужбина и в СССР датира от началото на 60 -те години. След това бяха създадени програми за решаване на проблеми на структурната механика, анализ на електронни схеми, проектиране на печатни платки.

По -нататъшното развитие на CAD следва пътя на създаване на хардуер и софтуер за компютърна графика, повишаване на изчислителната ефективност на програмите за моделиране и анализ, разширяване на областите на CAD приложение, опростяване на потребителския интерфейс и въвеждане на елементи с изкуствен интелект в CAD.

Към днешна дата са създадени голям брой софтуерни и методически комплекси за CAD системи с различна степен на специализация и ориентация към приложението. В резултат на това автоматизацията на проектирането се превърна в необходим компонент от обучението на инженери от различни специалности; инженер, който не притежава знания и не може да работи в CAD, не може да се счита за пълноправен специалист.

CAD обучението за инженери от различни специалности включва основни и специални компоненти. Най-общите разпоредби, модели и методи за компютърно проектиране са включени в програмата на курса по основите на CAD, по-подробно проучване на онези методи и програми, които са специфични за конкретни специалности, е предоставено в специализирани дисциплини.

Основни принципи на CAD изграждането

Разработването на CAD е основен научно -технически проблем и неговото внедряване изисква значителни капиталови инвестиции. Натрупаният опит ни позволява да подчертаем следните основни принципи на CAD изграждането.

1. CAD е система човек-машина. Всички системи за проектиране с помощта на компютър, които се създават и създават, са автоматизирани, важна роля в тях играе човек - инженер, който разработва проект на техническо средство.

В момента и поне през следващите години не се очаква създаването на автоматизирани системи за проектиране и нищо не застрашава човешкия монопол при вземане на ключови решения в процеса на проектиране. Човек в CAD трябва да решава, първо, всички задачи, които не са формализирани, и второ, задачи, които човек изпълнява въз основа на своите евристични способности по -ефективно от съвременния компютър въз основа на своите изчислителни възможности. Тясното взаимодействие на човек и компютър в процеса на проектиране е един от принципите за изграждане и работа на CAD система.

2. CAD е йерархична система, която прилага интегриран подход за автоматизация на всички нива на проектиране. Йерархията на нивата на проектиране е отразена в структурата на специален CAD софтуер под формата на йерархия от подсистеми.

Особено трябва да се подчертае целесъобразността да се осигури интегриран характер на CAD, тъй като автоматизацията на проектирането само на едно от нивата е значително по -малко ефективна от пълната автоматизация на всички нива. Йерархичната структура се отнася не само до специален софтуер, но и до CAD хардуер, разделен на централен компютърен комплекс и автоматизирани работни станции на дизайнерите.

3. CAD - набор от информационни последователни подсистеми. Този много важен принцип трябва да се прилага не само за връзки между големи подсистеми, но и за връзки между по -малки части от подсистемите. Информационната последователност означава, че всички или повечето от възможните последователности от задачи по проектиране се обслужват от програми, съгласувани с информацията. Две програми са информационно съвместими, ако всички данни, които са обект на обработка и в двете програми, са включени в числови масиви, които не изискват промени при преминаване от една програма в друга. Така че информационните връзки могат да се проявят във факта, че резултатите от решаването на един проблем ще бъдат първоначалните данни за друг проблем. Ако за координиране на програми е необходима значителна обработка на общия масив с участието на лице, което добавя липсващите параметри, ръчно възстановява масива или променя числовите стойности на отделните параметри, тогава програмите не са информационно координиран. Ръчното преопаковане на масива води до значителни забавяния във времето, увеличаване на броя на грешките и следователно намалява търсенето на CAD услуги. Информационното несъответствие превръща CAD в набор от самостоятелни програми, докато качеството на дизайнерските решения се намалява поради пренебрегване в подсистемите на много фактори, оценени в други подсистеми.

4. CAD е отворена и развиваща се система. Има поне две добри причини, поради които CAD трябва да бъде система с промяна във времето. Първо, разработването на такъв сложен обект като CAD система отнема много време и е икономически изгодно да се пуснат в експлоатация части от системата веднага щом са готови. Основната версия на пуснатата в експлоатация система е допълнително разширена. Второ, постоянният напредък на технологиите, проектираните обекти, компютърните технологии и изчислителната математика води до появата на нови, по -съвършени математически модели и програми, които трябва да заменят старите, по -малко успешни аналози. Следователно CAD трябва да бъде отворена система, тоест да притежава свойството на лекота на използване на нови методи и инструменти.

5. CAD е специализирана система с максимално използване на унифицирани модули. Изискванията за висока ефективност и гъвкавост обикновено са противоречиви. Тази разпоредба остава валидна за CAD. Високата ефективност на CAD, изразена предимно с ниски времеви и материални разходи при решаване на проектни проблеми, се постига чрез специализация на системите. Очевидно броят на различните CAD системи нараства едновременно. За да се намалят разходите за разработка на много специализирани CAD системи, препоръчително е те да бъдат изградени въз основа на максимално използване на унифицирани компоненти. Необходимо условие за обединяване е търсенето на общи черти и разпоредби при моделирането, анализа и синтеза на разнородни технически обекти. Разбира се, могат да бъдат формулирани редица други принципи, които подчертават гъвкавостта и сложността на CAD проблема.

Систематичен подход към проектирането

Основните идеи и принципи за проектиране на сложни системи са изразени в системен подход. За специалист в областта на системното инженерство те са очевидни и естествени, но тяхното спазване и изпълнение често се свързва с определени трудности поради конструктивните характеристики. Подобно на повечето образовани възрастни, които използват правилно родния си език, без да включват граматически правила, инженерите използват системен подход, без да прибягват до ръководства за системен анализ. Въпреки това, интуитивен подход без прилагане на правилата за системен анализ може да не е достатъчен за решаване на все по -сложните инженерни проблеми.

Основният общ принцип на системния подход е да се разглеждат части от явление или сложна система, като се отчита тяхното взаимодействие. Системният подход разкрива структурата на системата, нейните вътрешни и външни връзки.

Системите за компютърно проектиране и управление са едни от най-сложните съвременни изкуствени системи. Проектирането и поддържането им е невъзможно без системен подход. Следователно идеите и разпоредбите на системното инженерство са неразделна част от дисциплините, посветени на изучаването на съвременни автоматизирани системи и технологии за тяхното приложение.

CAD структура

Както всяка сложна система, CAD се състои от подсистеми. Разграничете подсистемите за проектиране и поддръжка.

Проектиране на подсистеми директно изпълняват процедури за проектиране. Примери за подсистеми за проектиране са подсистеми за геометрично триизмерно моделиране на механични обекти, изработка на проектна документация, анализ на схеми и проследяване на връзки в печатни платки.

Подсистеми за услуги осигуряват функционирането на подсистемите за проектиране, тяхната комбинация често се нарича CAD системна среда (или обвивка) CAD. Типични подсистеми за услуги са подсистеми за управление на проектни данни, подсистеми за разработка на софтуер и поддръжка CASE (Computer Aided Software Engineering), подсистеми за обучение на потребителите за овладяване на технологии, внедрени в CAD.

Видове CAD софтуер

Структурирането на CAD в различни аспекти определя появата на типове CAD софтуер. Обичайно е да се разграничават седем вида CAD софтуер:

  • технически (TO), включително различен хардуер (компютри, периферни устройства, мрежово комутационно оборудване, комуникационни линии, измервателни уреди);
  • математически (MO)комбиниране на математически методи, модели и алгоритми за изпълнение на проектирането;
  • софтуер (софтуер)представени от компютърно подпомагани CAD програми;
  • информационен (IO), състоящ се от база данни, СУБД, както и други данни, които се използват при проектирането; отбелязваме, че целият набор от данни, използвани при проектирането, се нарича CAD информационен фонд, базата данни заедно със СУБД се нарича банка данни;
  • езикова (LO), изразени в езици за комуникация между дизайнери и компютри, езици за програмиране и езици за обмен на данни между техническите средства на CAD;
  • методически (MetO), включително различни техники за проектиране; понякога включва и софтуер;
  • организационен (ОО), представени с таблици за персонала, длъжностни характеристики и други документи, които регулират работата на предприятието по проекта.

Разновидности на CAD

Класификацията на CAD се извършва според редица характеристики, например по приложение, предназначение, мащаб (сложност на решаващите се задачи), естеството на основната подсистема - ядрото на CAD.

По приложениянай -представителните и широко използвани са следните CAD групи:

  • CAD система за използване в общите инженерни индустрии. Те често се наричат ​​механични CAD или MCAD (Mechanical CAD) системи;
  • CAD за радиоелектроника: ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системи;
  • CAD за архитектура и строителство.

Освен това са известни голям брой специализирани CAD системи, или разпределени в тези групи, или представляващи независим клон на класификацията. Примери за такива системи са мащабни CAD системи с интегрална схема (LSI); CAD на самолети; CAD системи за електрически машини и др.

По предназначениеправи разлика между CAD или CAD подсистеми, които предоставят различни аспекти (слоеве) на дизайна. Така че системите CAE / CAD / CAM, обсъдени по -горе, се появяват като част от MCAD.

По мащабсъществуват отделни софтуерно-методически комплекси (PMK) CAD, например: комплекс за анализ на якостта на механичните изделия в съответствие с метода на крайните елементи (FEM) или комплекс за анализ на електронни схеми; PMK системи; системи с уникални архитектури не само на софтуер, но и на хардуер.

По естеството на основната подсистема се разграничават следните видове CAD:

1. CAD, базиран на подсистемата компютърна графика и геометрично моделиране. Тези CAD системи са фокусирани върху приложения, където основната процедура за проектиране е проектирането, тоест дефинирането на пространствени форми и относителното положение на обектите. Тази група системи включва по -голямата част от CAD системите в областта на машиностроенето, изградени на базата на графични ядра.

В момента широко се използват унифицирани графични ядра, които се използват в повече от една CAD система (Parasolid ядра от EDS Urographies и ACIS от Intergraph).

2. CAD базирани СУБД. Те са фокусирани върху приложения, в които се обработва голямо количество данни със сравнително прости математически изчисления. Такива CAD системи се срещат главно в технически и икономически приложения, например при проектиране на бизнес планове, но те са налични и при проектиране на обекти като контролни панели в системи за автоматизация.

3. CAD на базата на специфичен пакет приложения. Всъщност това са автономно използвани PMC, например симулационно моделиране на производствени процеси, изчисляване на якост чрез FEM, синтез и анализ на автоматични системи за управление и т.н. Често такива CAD системи са свързани със StrAU системи. Примери за това са програми за логическо проектиране, базирани на езика VHDL, математически пакети като MathCAD.

4. Сложни (интегрирани) CAD системи, състоящи се от набор от подсистеми от предишните типове. Типични примери за сложни CAD системи са CAE / CAD / CAM системи в машиностроенето или CAD LSI. И така, CIS системата BIS включва СУБД и подсистеми за проектиране на компоненти, схематични, логически и функционални схеми, кристална топология, тестове за проверка на годността на продуктите. За управление на такива сложни системи се използват специализирани системни среди.

CAD техническа поддръжка

От гледна точка на модела на CAD системата, хардуерът представлява най -ниското ниво, в което оперативният софтуер и други видове CAD софтуер са „потопени“ и внедрени.

По този начин проблемът с проектирането на техническа поддръжка може да бъде формулиран като проблем с оптималния избор на състава на техническите средства на CAD. В този случай първоначалната информация е резултатът от анализа на вътрешните проблеми при проектирането и изискванията за ресурси за технически средства под формата на критерии и ограничения.

Основните изисквания за CAD хардуера са както следва:

  • ефективност;
  • универсалност;
  • съвместимост;
  • надеждност.

Техническите средства (TS) в CAD решават проблеми:

  • въвеждане на началните данни от описанието на обекта на проектиране;
  • показване на въведената информация с цел нейния контрол и редактиране;
  • трансформация на информация (промени във формата и структурата на представяне на данни, прекодиране и др.);
  • съхранение на информация;
  • показване на крайните и междинните резултати от решението;
  • бърза комуникация между проектанта и системата в процеса на решаване на проблеми.

За да се разрешат тези проблеми, TS трябва да съдържа:

  • процесори,
  • RAM,
  • външни устройства за съхранение,
  • устройства за въвеждане и извеждане на информация,
  • технически средства за компютърна графика,
  • устройства за оперативна комуникация между човек и компютър,
  • устройства, които осигуряват комуникация на компютри с отдалечени терминали и други машини.

Ако е необходимо да се създаде директна връзка между CAD и производствено оборудване, TS трябва да включва устройства, които преобразуват резултатите от проектирането в сигнали за управление на машината.

CAD TS може да бъде едностепенна и многостепенна.

TS, които включват един компютър, оборудван с широка гама от периферно оборудване, се наричат ​​едностепенни. Те се използват широко при проектирането на продукти за общопромишлена употреба с установена структура, със силно специализирани математически модели и фиксирана последователност от етапи на проектиране и технологична работа.

Разработването на CAD включва разширяване на набора от терминални устройства, предоставяйки на всеки дизайнер възможност за взаимодействие с компютър, обработка на техническа информация директно на работното място. За тази цел терминалните устройства се доставят с мини - и микрокомпютри със специален софтуер за интелигентни терминали. Те са свързани към компютри с висока производителност, използвайки специални или конвенционални телефонни канали.

»

Таблицата, представена в този материал, е подреден списък на производителите на готови софтуерни решения в областта на проектирането, разработването и системите за индустриален дизайн.

Особености

Заедно с използването на системи за автоматизация за инженерни изчисления и CAE анализ, по това време, като правило, се използват CAD (Computer-Aided Design) системи за автоматизирано проектиране. Информацията от CAD системите отива в CAM (компютърно подпомагано производство). Трябва да се отбележи, че английският термин "CAD" по отношение на индустриалните системи има по -тясна интерпретация от руския термин "CAD", тъй като понятието "CAD" включва CAD, CAM и CAE. Сред всички информационни технологии автоматизацията на проектирането заема специално място. На първо място, автоматизацията на проектирането е синтетична дисциплина, тъй като включва различни съвременни информационни технологии. Така например техническата поддръжка на CAD се основава на работата на компютърни мрежи и телекомуникационни технологии, а CAD също практикува използването на персонални компютри и работни станции. Говорейки за математическата поддръжка на CAD, трябва да се отбележи разнообразието от използвани методи: изчислителна математика, математическо програмиране, статистика, дискретна математика, изкуствен интелект. CAD софтуерните комплекси могат да бъдат сравнени с някои от най -сложните съвременни софтуерни системи, които са базирани на такива операционни системи като Windows, Unix и езици за програмиране като C ++ и Java, както и съвременни CASE технологии. Почти всеки инженер по разработка трябва да знае основите на автоматизацията на проектирането и да може да работи с CAD инструменти. Тъй като всички дизайнерски отдели, офиси и дизайнерски бюра са оборудвани с компютри, работата на дизайнер с такъв инструмент като конвенционална чертожна дъска или изчисления, използващи правило за слайдове, станаха без значение. Следователно предприятията, които работят без CAD или го използват в малка степен, стават неконкурентоспособни, тъй като харчат много повече време и пари за проектиране.

CAD типове

  • CAD софтуер (MO) - този тип предполага комбинация от математически методи, модели и алгоритми, за да се извърши проектиране)
  • Езикова поддръжка на CAD (LO) - тази поддръжка е израз на комуникационни езици между дизайнери и компютри, езици за обмен на данни и езици за програмиране между CAD технически средства;
  • CAD техническа поддръжка (TO) - това включва периферни устройства, компютри, комуникационни линии, обработка и извеждане на данни и др.;
  • CAD информационна поддръжка (IO) - състои се от бази данни (DB), системи за управление на бази данни (DBMS) и други данни, които се използват при проектирането;
  • CAD софтуерът (SW) е преди всичко компютърни програми за CAD;
  • Методологическа поддръжка (MetO) - включва различни видове техники за проектиране;
  • Организационна поддръжка (ОО) - представена е от таблици на персонала, длъжностни характеристики и други документи, които определят работата на предприятието по проекта.

CAD структура

Като една от сложните системи, CAD се състои от две подсистеми: проектиране и поддръжка. Процедурите за проектиране се извършват от проектни подсистеми. Подсистемите за геометрично триизмерно моделиране на механични обекти са отличен пример за проектиране на подсистеми. С помощта на сервизните подсистеми се осъществява функционирането на проектиращите подсистеми, тяхното единство обикновено се нарича системна среда или CAD обвивка. Типични подсистеми за услуги се считат за управление на процесите на проектиране (DesPM - Управление на процесите на проектиране), управление на проектни данни (PDM - Управление на данни за продукти). Подсистема за диалог (DP); СУБД; инструментална подсистема; монитор - осигуряващ взаимодействие на всички подсистеми и контрол на тяхното изпълнение - това са сервизните подсистеми на софтуера. Диалоговата подсистема на софтуера позволява интерактивно взаимодействие на потребителя на CAD с подсистемите за управление и проектиране на софтуера, както и подготовка и корекция на първоначалните данни, запознаване с резултатите от подсистемите за проектиране, работещи в пакетния режим.

Структурата на CAD софтуер се определя от следните фактори:

  • аспекти и ниво на описания, създадени с помощта на софтуер, проектирани обекти и предметна област;
  • степента на автоматизация на конкретни проектни операции и процедури;
  • ресурси, предоставени за разработка на софтуер;
  • архитектура и състав на техническите средства, начин на работа.

CAD класификация

CAD се класифицира според следните принципи: предназначение, приложение, мащаб и характер на основната подсистема. По предназначение се разграничават CAD или CAD подсистеми, които предоставят различни аспекти на дизайна. По този начин системите CAE / CAD / CAM се появяват като част от MCAD:

  • CAD-F или CAE (Computer Aided Engineering) системи. Това се отнася до CAD с функционален дизайн.
  • CAD -K - проектиране на CAD системи за общо машиностроене, най -често те се наричат ​​просто CAD системи;
  • CAD -T - технологичен CAD на общо машиностроене - ASTPP (автоматизирани системи за технологична подготовка на производството) или CAM системи (компютърно производство).

По приложения най -важните и широко използвани са следните CAD групи:

  • Механичните CAD или MCAD (Mechanical CAD) системи са CAD системи за приложения в общото машиностроене.
  • Системи ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation) - CAD за радиоелектроника.
  • CAD за архитектура и строителство.

В допълнение, има голям брой по -специализирани CAD системи, или разпределени в определени групи, или като независим клон в класификацията. Това са такива системи като: BIS -SAPR (големи интегрални схеми); CAD на самолети и CAD на електрически машини. По мащаб се определят независими софтуерно-методически комплекси (PMK) CAD:

  • Комплекс за анализ на якостта на механичните изделия в съответствие с метода на крайните елементи (МКЕ)
  • Комплекс за анализ на електронни схеми;
  • PMK системи;
  • Системи с уникални софтуерни и хардуерни архитектури.

Класификация по естеството на основната подсистема

  • CAD системи, които са насочени към приложения, където основната процедура за проектиране е проектирането, тоест дефинирането на пространствени форми и относителното положение на обектите. Това е CAD система, базирана на компютърна графика и математическо моделиране. Тази група системи включва повечето от CAD графичните ядра в областта на машиностроенето.
  • CAD системите са фокусирани върху приложения, в които се обработват големи количества данни с доста прости математически изчисления. Това е CAD система, базирана на СУБД. CAD данните се намират главно в технически и икономически приложения, например в процеса на проектиране на бизнес планове, обекти като контролни панели в системи за автоматизация.
  • Сложни (интегрирани) CAD системи, които включват набор от предишни типове подсистеми. Типични примери за сложни CAD системи са CAE / CAD / CAM системи в машиностроенето или CAD LSI системи. По този начин СУБД и подсистемите за проектиране на компоненти, схематични, логически и функционални диаграми, топология на кристалите, тестове за проверка на годността на продуктите са неразделна част от LSI CAD. За да се управляват такива сложни системи, се използват специализирани системни среди.
  • CAD на базата на специфичен пакет приложения. Всъщност това са свободно използвани софтуерни и методологични комплекси, като например комплекс за симулиране на производствени процеси, комплекс за синтез и анализ на автоматични системи за управление, комплекс за изчисляване на якост по метода на крайните елементи и др. По правило , CAD данните са свързани с CAE системи. Например програми за логическо проектиране, базирани на езика VHDL, математически пакети като MathCAD.

CAD развитие

Една от ключовите теми на разработката на CAD е "облачните" изчисления: отдалечена работа с данни, разположени на отдалечени сървъри от различни устройства с достъп до Интернет. Днес облаците са постигнали много значителен напредък в сегмента на леки приложения и услуги - главно в потребителския сектор. Има две възможни опции за интеграция. В първия случай цялата инфраструктура на инженерните услуги се прехвърля в облака и съответно необходимостта от инженерен софтуер, инсталиран на работното място, изчезва напълно. Във втория случай дизайнерът все още има графична работна станция с инсталирана CAD система, но в същото време получава достъп от нея до различни облачни услуги, благодарение на които е възможно да се решават проблеми, които изискват много значителни ресурси (например , за извършване на анализ на якостта). Възможно е да се осъществи взаимодействие в облака по два начина: публично, когато достъпът до сървъра, разположен при доставчика, е отворен чрез интернет, и частно, когато сървърът се намира в предприятието и повикванията към него се осъществяват през затворена локална мрежа . В Русия развитието на облаци в областта на CAD е ограничено от необходимостта да се поддържа прекомерна секретност в много проекти. Следователно най -вероятно частните облаци ще се превърнат в основен двигател на пазара в близко бъдеще. Облаците не са само за нови технологии, но и за възможност да експериментирате с нови бизнес модели.

Следващата голяма тенденция са алтернативните операционни системи. Преди пет години, когато се говореше за алтернатива на Microsoft Windows, обикновено беше Linux. Тази тема е актуална и днес: най -вероятно вътрешната национална софтуерна платформа ще се основава на ядрото на Linux; има нарастващ интерес към тази ОС в областта на образованието и към държавните агенции (има примери за успешен преход). Сега обаче вече можем да говорим за значителния потенциал на операционната система Google Chrome OS. И тук споменатата тенденция се слива с облачната тенденция - Google OS, както знаете, не предполага инсталиране на приложения на локален компютър.

Важна роля в популяризирането на тази операционна система играе тенденцията към намаляване на пазарния дял на персоналните компютри. Очевидно е, че ако преместите повечето от тромавите и сложни изчисления в облаците, хардуерните изисквания ще бъдат намалени и ще можете да работите на всяко устройство. Например на таблети. В резултат на това разработчиците на CAD ще трябва или да разработят независими от платформата решения (облачна версия), или да ги направят мултиплатформени.

Следващата тема е хардуер. Тук отново всичко се определя от недоволството на пазара от решението на монополиста - класическата архитектура на Intel (темпото на нейното развитие). В тази връзка има ясна тенденция към развитие на ARM архитектурата. Сега той се поддържа от няколко производители, сред които един от най -активните е Nvidia (Nvidia). Досега тази архитектура се използва активно само в мобилни устройства, но в близко бъдеще очевидно ще бъде прехвърлена на стационарни компютри. Това косвено се доказва от факта, че бъдещата операционна система Microsoft Windows 8 ще може да работи и върху архитектурата ARM (за първи път не само на Intel).

Втората тенденция е прехвърлянето на значителна част от изчисленията от централния процесор към графичното ядро. Тази тема по -скоро принадлежи към областта на паралелните изчисления.

Друга тенденция е ръстът на пазара на мобилни устройства. Той получи най -големия тласък миналата година с iPad. В началото обаче изглеждаше, че това устройство е чисто потребителско и в корпоративния сектор няма да бъде приложимо. Оказа се обаче, че е доста подходящ за решаване на много проблеми.

В сектора CAD днес много служители са мобилни - работят на пътя, на отдалечени строителни обекти, движат се из страната, работят от вкъщи. (Всичко това изисква удобно мобилно устройство.)

По един или друг начин, в чужбина, че всеки служител на инженерната служба скоро ще има таблет, днес те говорят за това като за свършен факт. Вече се появиха атрактивни за разработчици мобилни платформи IOS Apple и Android Google, както и значителен брой CAD приложения за тях.

Сега е много трудно да се каже дали клавиатурата и мишката ще напуснат нашия арсенал след десет години. Но факт е, че интерфейсите с мултитъч (ориентирани към пръстите) очевидно набират популярност. В мобилните устройства те почти са станали стандарт. Днес е съвсем ясно, че този интерфейс е повече от подходящ за консумиране на информация. Дали е също толкова добър за създаването му, за работа с CAD, все още е трудно да се каже. Технологичната база все още липсва за масивен преход към такива интерфейси. Просто на пазара днес няма достатъчно големи мултитъч панели с резолюцията, необходима за CAD.

Пазарът на CAD е много консервативен. Дори подмяната на една такава система с друга в рамките на работата по един проект е доста трудна задача. Какво можем да кажем за сериозна промяна в парадигмата, интерфейсите, поколенията на CAD. Следователно този пазар очевидно не е сред лидерите в технологичното състезание - има развитие, но очевидно не толкова бързо, колкото бихме искали. Въпреки това през следващото десетилетие инженерите, израснали в ерата на интернет, новите технологии и мобилните устройства, ще дойдат в предприятията и по един или друг начин те активно ще внесат елементи от своята култура на пазара.

CAD в строителството

Дигитализацията на бизнеса засегна всичките й индустрии. През последното десетилетие решенията за проектиране, инженеринг и изграждане на промишлени съоръжения процъфтяват. От съветските дъски за рисуване дизайнерите стигнаха до 3D моделиране. Алексей Лебедев, главен изпълнителен директор на AVEVA, помогна да разберем какво означава дигитализацията за този сегмент, как да помогнем на екипа да работи в единно пространство и защо все още не е възможно напълно да се отървем от хартиените носители.

Наборът от взаимосвързани и взаимодействащи инструменти, предназначени за изпълнение на компютърно проектиран дизайн, се нарича CAD хардуер.

Техническите средства заедно с общия системен софтуер са базата с инструменти за CAD. Те образуват физическа среда, в която се внедряват други видове CAD софтуер (математически, езикови, информационни и др.).

Техническите средства в CAD решават следните проблеми:

Въвеждане на изходните данни за описанието на обекта на проектиране;

Показване на въведената информация с цел нейния контрол и редактиране;

Трансформация на информация (промяна на формата на представяне на данни, прекодиране, превод, извършване на аритметични и логически операции, промяна на структурата на данните и др.);

Съхранение на различна информация;

Показване на крайните и междинните резултати от решението;

Бърза комуникация между проектанта и системата в процеса на решаване на проблеми.

За решаване на тези проблеми техническите средства (TS) на CAD трябва да съдържат процесори, памет с произволен достъп (OP), външни устройства за съхранение (OVC), устройства за въвеждане-изход на информация (UVVI), технически средства за компютърна графика, устройства за оперативна комуникация на лице с компютър, устройства, осигуряващи комуникация на компютри с отдалечени терминали и други машини. Ако е необходимо да се създаде директна връзка между CAD и производственото оборудване, TS трябва да включва устройства, които преобразуват резултатите от проектирането в управляващи сигнали за металорежещи машини, технологични комплекси и автоматични машини. Номенклатурата на техническите средства, включени в CAD на комплекса от технически средства (CTS) е, както следва:

1 компютър (централни процесори, специализирани процесори, памет с произволен достъп, процесори за вход-изход, интерфейсни устройства)

2 външни устройства за съхранение (магнитни дискове, дискети, магнитни ленти)

3 Устройства за въвеждане и извеждане на информация (устройства за въвеждане и извеждане от перфокарти, устройства за въвеждане и извеждане от перфокарти, печатащи устройства, изходни устройства към микрофиш, растерни принтери)

4 Устройства за оперативна комуникация с компютър (буквено-цифрови дисплеи, устройства за въвеждане-изход на реч, устройства за управление на курсора, графични дисплеи)

5 Компютърни графични устройства (графично кодиращи устройства, плотери, графични дисплеи, устройства за управление на курсора, растерни принтери)

6 Устройства за подготовка на данни

7 Устройства за комуникация с технологично оборудване

8 Технически средства за теле-достъп и компютърни мрежи (мултиплекси за предаване на данни, оборудване за предаване на данни, мрежови контролери, комуникационни процесори, комуникационни канали).

Изброените задачи на TS се решават заедно със системния софтуер. Общосистемният софтуер означава операционните системи (ОС) на компютър. Съвкупността от технически средства на компютър и неговия софтуер се нарича компютърна система (CS).

Характеристиките на определена CAD система се определят до голяма степен от състава на CTS и общия системен софтуер, който трябва да осигурява:

Компютърна производителност, достатъчна за решаване на всички дизайнерски проблеми;

възможността за оперативно взаимодействие между дизайнера и компютъра по време на процеса на проектиране;

Лесно развитие, експлоатация и поддръжка на CTS;

Отвореност на CTS за преконфигуриране и по -нататъшно развитие;

Широко използване на входна и изходна графична информация за проектирания обект;


  • комуникация между различни нива на дизайн.

5.1.2 Обща информация за компютрите и самолетите, използвани в CAD

Основните CTS CAD системи са разнообразни мейнфрейми. При определяне на възможността за използване на определен компютър като част от CTS, те се оценяват чрез набор от различни показатели, основните от които са техническите характеристики, разходите за придобиване и експлоатация.

Основните технически параметри на компютъра включват производителност, капацитет на оперативна памет (RAM), пропускателна способност на подсистемата за въвеждане-изход на информация, оперативна надеждност и др.

Производителността е един от най -важните показатели на компютъра, измерен чрез броя на извършените операции за единица време (обикновено операции в секунда). Този индикатор за различни видове компютри варира от няколкостотин до стотици милиони операции в секунда. През последните години производителността се определя от тактовата честота на процесора.

Капацитетът на RAM определя способностите на компютъра да изпълнява сложни програми с обработка на големи количества информация. Капацитетът на RAM може да се изрази в битове, байтове, думи, килобайти, мегабайти и т.н. Най -често срещаната оценка на капацитета на RAM в байтове, килобайта (1KB = 1024 байта), мегабайта (1MB = 1024KB), гигабайта (1GB = 1024MB). Капацитетът на RAM за компютри, използвани в CAD, варира от десетки килобайта до единици гигабайта.

Пропускателната способност на входно-изходните подсистеми на компютъра ви позволява да определите възможностите на компютъра при обмен на информация с различни периферни устройства или други компютри. Той се измерва с максималния брой единици информация, предавани през входно -изходната подсистема за единица време.

Надеждността на работата на компютъра се оценява чрез редица показатели, които имат вероятностен характер, например вероятността за безпроблемна работа през даден интервал от време, средно време между повредите, средно време за възстановяване на компютъра, наличност фактор и др.

Понастоящем компютрите с общо предназначение се използват главно за работа с CAD системи. Днес в света има много компютри (наричани по -долу компютри) с различни групи сложност, от различни поколения и тук ще бъде даден кратък преглед на компютрите само от една компания на IBM, като общопризнат лидер в производството и продажбата на компютърна технология. Цялата компютърна серия на IBM е софтуерна и технически съвместима вътре в себе си, което послужи за широкото й използване, включително за автоматизация на технологичния дизайн.

Подобни документи

    Разглеждане на информационни технологии за изпълнение на дизайнерски функции. Техническа поддръжка за компютърно проектиране (CAD). Създаване на CAD за подобряване на ефективността на инженерите. Ергономична и правна поддръжка за CAD.

    резюме, добавено на 06.09.2015 г.

    Създаване на системи за автоматизирано проектиране (CAD). Целта е да се подобри ефективността на инженерите, да се намали сложността на проектирането и планирането. CAD категории, структура, подсистеми. Примери за подсистеми за услуги и проектиране.

    статията е добавена на 04/01/2019

    Концепцията и същността на проектирането на технически обект. Системи за автоматизирано проектиране (CAD) и тяхната структура. Класификация на CAD по приложение, видове CAD софтуер. Етапи на решаване на проблеми на инженерното проектиране, теория на графиките.

    лекцията е добавена на 06.12.2016 г.

    Предназначение, условия и класификация на системите за автоматизирано проектиране (CAD). Систематичен подход към проектирането. Структура на техническата поддръжка. Изчислителни системи и периферни устройства в CAD. Автоматизирани системи за управление.

    ръководство, добавено на 14.03.2013 г.

    Анализ на тясната връзка на инженерните дейности с помощта на системи за компютърно проектиране (CAD). CAD класификация по функционалност. Оценка на популярността на системите за автоматизирано проектиране, техният сравнителен анализ.

    статията е добавена на 04/02/2019

    Основните принципи на изграждане на система за компютърно проектиране (CAD). Използването на електронни компютри в проектирането и разработката. Процес на проектиране в CAD софтуер. CAD информационна поддръжка.

    тест, добавен на 28.09.2016 г.

    Изучаване на историята и етапите на развитие на системите за компютърно проектиране. CAD "Assol", базиран на технологии на Autodesk. CAD "Grace" и програма за проектиране на дрехи. Анализ на ефективността на софтуера в предприятия с различен капацитет.

    резюме, добавено на 23.10.2013 г.

    Концепцията, структурата и историята на развитието на системи за автоматизирано проектиране (CAD). Класовете CAD продукти за машиностроене са тежки, средни и леки. Състав и принципи на проектиране на CAD софтуера, неговото функционално предназначение.

    курсова работа, добавена на 10.05.2011 г.

    Разработване и внедряване на CAD - системи за автоматизирано проектиране на технически обекти, предназначение, основни принципи на изграждане, етапи на създаване. Показване на процеса на проектиране в софтуерната езикова и информационна CAD.

    резюме, добавено на 10.10.2009 г.

    Предимствата на CAD. Класификация и обозначение, CAD функции. Характеристики на CAE / CAD / CAM системи и CALS технология. CAD хардуерна структура. Системни среди и софтуерно-методически комплекси. Предназначение и състав на CAD системни среди.