Acasă » Zi libera

Mijloace tehnice de proiectare asistată de calculator. Tehnologia informației de proiectare asistată de calculator

Cursul 7 Tehnologia informației aplicate: tehnologia informației în educație, tehnologia de proiectare asistată de calculator Plan Tehnologia de informațieîn educaţie proiectare asistată de calculator tehnologii informaţionale


Tehnologii informaţionale în învăţământ În procesul de informatizare a învăţământului se impune evidenţierea următoarelor aspecte: Aspectul metodologic Aspectul economic Aspectul tehnic Aspectul tehnologic Aspectul metodologic


Aspectul metodologic. Problema principală este dezvoltarea principiilor de bază ale procesului educațional, corespunzătoare nivelului modern al tehnologiei informației. În această etapă, noile tehnologii sunt suprapuse artificial formelor educaționale tradiționale.


Aspectul economic. Baza economică a societății informaționale o constituie ramurile industriei informaționale (telecomunicații, informatică, electronică, audiovizual), care se află într-un proces de convergență tehnologică și fuziuni corporative. Există un proces intens de transformare a „comerțului electronic” în telecomunicații într-un mijloc de a face afaceri.


Aspectul tehnic. În prezent, au fost create și implementate un număr destul de mare de software și dezvoltări tehnice care implementează tehnologii informaționale individuale folosind instrumente tehnice și software incompatibile, ceea ce complică replicarea, devine un obstacol în calea comunicării cu resursele informaționale și echipamentele informatice. Prin urmare, noutatea acestui proiect este dezvoltarea unui model standard de informatizare cu toate componentele informatizarii si tipuri de suport.


Aspect tehnologic. Baza tehnologică a societății informaționale o constituie telecomunicațiile și tehnologiile informaționale, care au devenit liderii progresului tehnologic, element integrant al oricărui tehnologii moderneşi apariţia societăţii informaţionale.


Aspectul metodologic. Principalele avantaje ale tehnologiilor informaționale moderne (vizibilitatea, capacitatea de a utiliza forme combinate de prezentare a informațiilor - date, sunet stereo, grafică, animație, procesarea și stocarea unor cantități mari de informații, accesul la resursele informaționale mondiale) ar trebui să devină baza de sprijin. procesul educațional.


Eficienţa utilizării resurselor informaţionale în predare Principalii factori care influenţează eficienţa utilizării resurselor informaţionale în procesul educaţional: 1. Supraîncărcarea informaţională este o realitate. 2. Introducerea tehnologiilor informaționale moderne este recomandabilă dacă vă permite să creați oportunități suplimentare în următoarele domenii: accesul la un volum mare de informații educaționale; forma vizuală figurativă de prezentare a materialului studiat; sprijin pentru metodele active de predare; posibilitatea de prezentare modulară imbricată a informațiilor. 3. Îndeplinirea următoarelor cerinţe didactice: oportunitatea prezentării materialului educaţional; suficiența, claritatea, completitudinea, modernitatea și structurarea materialului educațional; prezentarea pe mai multe straturi a materialului educațional în funcție de nivelul de complexitate; actualitatea și completitudinea întrebări de controlși teste; înregistrarea acțiunilor în timpul lucrului; interactivitate, capacitatea de a alege un mod de lucru cu material educațional; 4. Suport informatic pentru fiecare materie studiată.


Calități pozitive și negative ale utilizării IT pentru o mai bună adaptare a elevului la materialul educațional; posibilitatea alegerii unei metode de însușire a materiei mai potrivite pentru elev; reglarea intensității pregătirii în diferite etape ale procesului de învățământ; control de sine; Acces la resurse educaționale la nivel rus și mondial; sprijinirea metodelor active de predare; forma vizuală figurativă de prezentare a materialului studiat; principiul construcției modulare; dezvoltarea auto-studiului. cultural psihobiologic, care amenință identitatea cursanților; socio-economic crearea de oportunități inegale pentru o educație de calitate; politice, contribuind la distrugerea societății civile din statele naționale; Etic și legal, ceea ce duce la copierea și utilizarea necontrolată a proprietății intelectuale a altcuiva.


Direcţii de utilizare a tehnologiilor informaţionale În prezent, sunt utilizate pe scară largă următoarele direcţii de utilizare a tehnologiilor informaţionale: Programe de calculator şi sisteme de instruire (ITO). Sisteme bazate pe tehnologie multimedia, construite folosind tehnologia video. Sisteme inteligente de instruire expert Medii informaționale bazate pe baze de date și baze de cunoștințe. Sisteme de telecomunicații care implementează e-mail, teleconferințe etc. Tipografie electronică pentru desktop. Biblioteci electronice atât de natură distribuită, cât și centralizate Sisteme de informații geografice Sisteme de securitate a informațiilor de diverse orientări.


Tehnologia informației de proiectare asistată de computer În societatea informațională modernă, sunt necesare idei despre scopul și capacitățile proiectării asistate de computer (CAD). Astfel de sisteme vă permit să creați rapid un desen sau o diagramă.


Principalele direcții de creare a produselor CAD sunt un pachet grafic universal pentru desenul în plan, modelarea volumetrică și vizualizarea fotorealistă; un mediu grafic deschis pentru crearea de aplicații (CAD propriu-zis pentru rezolvarea diverselor probleme tehnice și de proiectare în diverse domenii); editor grafic și mediu de aplicație grafică; mediu de design deschis; CAD pentru neprofesionisti


CAD la nivel de celule (P - CAD, OrCAD, DesignLab, ACCEL EDA, CADdy), care asigură intrarea circuitelor, cablarea și producția de plăci de circuite imprimate; CAD schematic (PSpice, MicroCAP, Electronics Workbench, SISIE, MR-CAD, Sympathy, CircuitMaker, Dynamo), oferind introducere și modelare schematică; CAD al structurilor volumetrice (AutoCAD, EUCLID, T-FLEX CAD etc.), asigurand dezvoltarea si lansarea documentatiei de proiectare.

Din PIE Wiki

Sistem de proiectare asistată de calculator (CAD) este un sistem organizatoric si tehnic format dintr-un set de instrumente de automatizare a designului si o echipa de specialisti din departamente organizarea designului realizarea de proiectare asistată de calculator a unui obiect, care este rezultatul activităților organizației de proiectare.

Introducere în CAD

Automatizarea designului ocupă un loc special printre tehnologiile informaționale. În primul rând, automatizarea designului este o disciplină sintetică, iar multe alte tehnologii informaționale moderne sunt părțile sale constitutive. Așadar, suportul tehnic al sistemelor de proiectare asistată de computer (CAD) se bazează pe utilizarea rețelelor de calculatoare și a tehnologiilor de telecomunicații, în sistemele CAD se folosesc calculatoarele personale și stațiile de lucru.

Software-ul CAD se distinge prin bogăția și varietatea metodelor utilizate în matematică computațională, statistică, programare matematică, matematică discretă și inteligență artificială. Sistemele software CAD sunt printre cele mai complexe sisteme software moderne bazate pe sistemele de operare Unix, Windows 95/NT, limbaje de programare. С, С ++, Java și alte tehnologii CASE moderne, sisteme de gestionare a bazelor de date relaționale și orientate pe obiecte (DBMS), standarde de sisteme deschise și schimb de date în medii informatice.

În al doilea rând, aproape orice inginer-dezvoltator necesită cunoștințe despre elementele de bază ale automatizării designului și capacitatea de a lucra cu instrumente CAD. Departamentele de proiectare, birourile de proiectare și birourile sunt saturate de calculatoare. Munca unui designer la o planșă de desen obișnuită, calculele folosind o regulă de calcul sau proiectarea unui raport pe o mașină de scris au devenit un anacronism. Întreprinderile care se dezvoltă fără CAD sau cu doar un grad mic de utilizare se dovedesc a fi necompetitive atât din cauza costurilor mari de material și timp pentru proiectare, cât și din cauza calității scăzute a proiectelor. Apariția primelor programe de automatizare a designului în străinătate și în URSS datează de la începutul anilor '60. Apoi au fost create programe pentru rezolvarea problemelor de mecanică structurală, analiza circuitelor electronice, proiectarea plăcilor de circuite imprimate.

Dezvoltarea ulterioară a CAD a urmat calea creării de hardware și software pentru grafica pe computer, creșterea eficienței computaționale a programelor de modelare și analiză, extinderea ariilor de aplicare CAD, simplificarea interfeței cu utilizatorul și introducerea elementelor de inteligență artificială în CAD.

Până în prezent, au fost create un număr mare de complexe software și metodologice pentru CAD cu diferite grade de specializare și orientare către aplicație. Ca urmare, automatizarea proiectării a devenit o componentă necesară a pregătirii inginerilor de diferite specialități; un inginer care nu posedă cunoștințele și nu poate lucra în CAD nu poate fi considerat un specialist cu drepturi depline.

Instruirea CAD pentru ingineri de diferite specialități include componente de bază și speciale. Cele mai generale prevederi, modele și metode de proiectare asistată de calculator sunt incluse în programul cursului despre bazele CAD, un studiu mai detaliat al acelor metode și programe care sunt specifice specialităților specifice este prevăzut în disciplinele de specialitate.

Principiile de bază ale construcției CAD

Dezvoltarea CAD este o problemă științifică și tehnică majoră, iar implementarea acesteia necesită investiții de capital semnificative. Experiența acumulată ne permite să evidențiem următoarele principii de bază ale construcției CAD.

1. CAD este un sistem om-mașină. Toate sistemele de proiectare asistată de computer create și create sunt automatizate, un rol important în ele este jucat de o persoană - un inginer care dezvoltă un proiect de un mijloc tehnic.

În prezent și cel puțin în următorii ani, nu se așteaptă crearea de sisteme automatizate de proiectare și nimic nu amenință monopolul uman atunci când se iau decizii cheie în procesul de proiectare. O persoană din CAD trebuie să rezolve, în primul rând, toate sarcinile care nu sunt formalizate și, în al doilea rând, sarcinile pe care o persoană le îndeplinește pe baza abilităților sale euristice mai eficient decât un computer modern bazat pe capacitățile sale de calcul. Interacțiunea strânsă a unei persoane și a unui computer în procesul de proiectare este unul dintre principiile construirii și operațiunii unui sistem CAD.

2. CAD este un sistem ierarhic care implementează o abordare integrată a automatizării tuturor nivelurilor de proiectare. Ierarhia nivelurilor de proiectare se reflectă în structura unui special software CAD sub forma unei ierarhii de subsisteme.

Trebuie subliniată în special oportunitatea asigurării naturii integrate a CAD, deoarece automatizarea designului doar la unul dintre niveluri se dovedește a fi mult mai puțin eficientă decât automatizarea completă la toate nivelurile. Structura ierarhică se referă nu numai la software-ul special, ci și la hardware-ul CAD, împărțit într-un complex de computer central și stații de lucru automate pentru proiectanți.

3. CAD este un set de subsisteme consistente cu informații. Acest principiu foarte important ar trebui să se aplice nu numai conexiunilor dintre subsisteme mari, ci și conexiunilor dintre părți mai mici ale subsistemelor. Consecvența informației înseamnă că toate sau majoritatea secvențelor posibile de sarcini de proiectare sunt deservite de programe consistente cu informații. Două programe sunt consistente din punct de vedere informațional dacă toate datele care fac obiectul prelucrării în ambele programe sunt incluse în matrice numerice care nu necesită modificări la trecerea de la un program la altul. Deci, conexiunile informaționale se pot manifesta prin faptul că rezultatele rezolvării unei probleme vor fi datele inițiale pentru o altă problemă. Dacă coordonarea programelor necesită o prelucrare semnificativă a matricei generale cu participarea unei persoane care adaugă parametrii lipsă, recombină manual matricea sau modifică valorile numerice ale parametrilor individuali, atunci programele sunt inconsecvente din punct de vedere informațional. Reambalarea manuală a matricei duce la întârzieri semnificative de timp, la o creștere a numărului de erori și, prin urmare, reduce cererea de servicii CAD. Incoerența informațiilor transformă CAD într-un set de programe de sine stătătoare, în timp ce calitatea deciziilor de proiectare este redusă din cauza neglijării în subsisteme a multor factori estimați în alte subsisteme.

4. CAD este un sistem deschis și în evoluție. Există cel puțin două motive bune pentru care CAD ar trebui să fie un sistem care variază în timp. În primul rând, dezvoltarea unui obiect atât de complex ca un sistem CAD durează mult timp și este rentabil din punct de vedere economic să puneți în funcțiune părți ale sistemului de îndată ce acestea sunt gata. Versiunea de bază a sistemului pusă în funcțiune este extinsă în continuare. În al doilea rând, progresul constant al tehnologiei, al obiectelor proiectate, al tehnologiei de calcul și al matematicii computaționale duce la apariția unor modele și programe matematice noi, mai perfecte, care ar trebui să înlocuiască vechii analogi, mai puțin de succes. Prin urmare, CAD ar trebui să fie un sistem deschis, adică să posede proprietatea de ușurință în utilizare a noilor metode și instrumente.

5. CAD este un sistem specializat cu utilizarea maximă a modulelor unificate. Cerințele de eficiență ridicată și versatilitate sunt de obicei contradictorii. Această prevedere rămâne valabilă pentru CAD. Eficiența ridicată a CAD, exprimată în primul rând prin costuri reduse de timp și materiale în rezolvarea problemelor de proiectare, se realizează prin specializarea sistemelor. Evident, numărul de sisteme CAD diferite crește în același timp. Pentru a reduce costurile de dezvoltare a multor sisteme CAD specializate, este recomandabil să le construiți pe baza utilizării maxime a sistemelor unificate. părți componente. O condiție prealabilă unificarea este căutarea aspecte comuneși prevederi în modelarea, analiza și sinteza obiectelor tehnice diferite. Cu siguranță, pot fi formulate o serie de alte principii, care subliniază versatilitatea și complexitatea problemei CAD.

Abordare sistematică a proiectării

Ideile și principiile de bază ale proiectării sistemelor complexe sunt exprimate într-o abordare de sistem. Pentru un specialist în domeniul ingineriei sistemelor, acestea sunt evidente și naturale, cu toate acestea, respectarea și implementarea lor este adesea asociată cu anumite dificultăți din cauza caracteristicilor de proiectare. La fel ca majoritatea adulților educați care își folosesc limba maternă corect, fără a implica reguli gramaticale, inginerii folosesc o abordare de sistem fără a recurge la manuale de analiză a sistemelor. Cu toate acestea, o abordare intuitivă fără aplicarea regulilor analizei sistemelor poate să nu fie suficientă pentru a rezolva problemele din ce în ce mai complexe ale ingineriei.

Principiul general de bază al abordării sistemelor este de a lua în considerare părți ale unui fenomen sau dintr-un sistem complex, ținând cont de interacțiunea lor. Abordarea sistematică dezvăluie structura sistemului, conexiunile sale interne și externe.

Sistemele de proiectare și control asistate de computer sunt printre cele mai complexe sisteme artificiale moderne. Proiectarea și întreținerea lor este imposibilă fără o abordare sistematică. Prin urmare, ideile și prevederile ingineriei sistemelor fac parte integrantă din disciplinele dedicate studiului sistemelor și tehnologiilor automatizate moderne pentru aplicarea lor.

Structura CAD

Ca orice sistem complex, CAD este alcătuit din subsisteme. Distingeți între subsistemele de proiectare și întreținere.

Proiectarea subsistemelor efectuează direct procedurile de proiectare. Exemple de subsisteme de proiectare sunt subsistemele pentru modelarea geometrică tridimensională a obiectelor mecanice, producerea documentației de proiectare, analiza circuitelor și urmărirea conexiunilor în plăcile de circuite imprimate.

Subsisteme de servicii asigură funcționarea subsistemelor de proiectare, combinația lor este adesea numită mediu de sistem (sau shell) CAD. Subsistemele tipice de servicii sunt subsistemele de management al datelor de proiectare, subsistemele de dezvoltare și întreținere software CASE (Computer Aided Software Engineering), subsisteme de instruire pentru utilizatori pentru a stăpâni tehnologiile implementate în CAD.

Tipuri de software CAD

Structurarea CAD în diverse aspecte determină apariția tipurilor de software CAD. Se obișnuiește să se distingă șapte tipuri de software CAD:

  • tehnic (TO), inclusiv hardware variat (calculatoare, dispozitive periferice, echipamente de comutare de rețea, linii de comunicație, instrumente de măsură);
  • matematic (MO) combinarea metodelor, modelelor și algoritmilor matematici pentru a efectua proiectarea;
  • software (software) reprezentat de programe CAD asistate de calculator;
  • informativ (IO), constând dintr-o bază de date, un SGBD, precum și alte date care sunt utilizate în proiectare; rețineți că întregul set de date utilizat în proiectare se numește fond de informații CAD, baza de date împreună cu DBMS se numește bancă de date;
  • lingvistic (LO), exprimate în limbaje de comunicare între designeri și calculatoare, limbaje de programare și limbaje pentru schimbul de date între mijloacele tehnice ale CAD;
  • metodic (MetO), inclusiv diverse tehnici de proiectare; uneori include și software;
  • organizațional (OO) prezentat de tabele de personal, descrierea postuluiși alte documente care reglementează activitatea companiei de proiect.

Varietăți de CAD

Clasificarea CAD se realizează în funcție de o serie de caracteristici, de exemplu, după aplicație, scop, scară (complexitatea sarcinilor care se rezolvă), natura subsistemului de bază - nucleul CAD.

După aplicații cele mai reprezentative și utilizate pe scară largă sunt următoarele grupuri CAD:

  • Sistem CAD pentru utilizare în industriile generale de inginerie. Acestea sunt adesea denumite sisteme CAD mecanice sau MCAD (CAD mecanic);
  • CAD pentru electronica radio: sisteme ECAD (Electronic CAD) sau EDA (Electronic Design Automation);
  • CAD pentru arhitectura si constructii.

În plus, sunt cunoscute un număr mare de sisteme CAD specializate, fie alocate în aceste grupe, fie reprezentând o ramură independentă a clasificării. Exemple de astfel de sisteme sunt sistemele CAD cu circuit integrat la scară largă (LSI); CAD de aeronave; Sisteme CAD pentru mașini electrice etc.

După scopul propus distinge între CAD sau subsisteme CAD care oferă diferite aspecte (straturi) de proiectare. Deci, sistemele CAE / CAD / CAM discutate mai sus apar ca parte a MCAD.

După scară există complexe software-metodice (PMK) CAD separate, de exemplu: un complex pentru analiza rezistenței produselor mecanice în conformitate cu metoda elementelor finite (FEM) sau un complex pentru analiza circuitelor electronice; sisteme PMK; sisteme cu arhitecturi unice nu numai software, ci și hardware.

Prin natura subsistemului de bază, se disting următoarele tipuri de CAD:

1. CAD bazat pe subsistemul grafică pe computer și modelare geometrică. Aceste sisteme CAD sunt concentrate pe aplicații în care procedura principală de proiectare este proiectarea, adică definirea formelor spațiale și poziția relativă a obiectelor. Acest grup de sisteme include majoritatea sistemelor CAD din domeniul ingineriei mecanice, construite pe baza nucleelor ​​grafice.

În prezent, sunt utilizate pe scară largă nucleele grafice unificate, care sunt utilizate în mai mult de un sistem CAD (nuclee Parasolid de la EDS Urographies și ACIS de la Intergraph).

2. SGBD bazat pe CAD. Acestea sunt destinate aplicațiilor în care o cantitate mare de date este procesată cu calcule matematice relativ simple. Astfel de sisteme CAD se găsesc în principal în aplicații tehnice și economice, de exemplu, în proiectarea planurilor de afaceri, dar sunt disponibile și în proiectarea de obiecte similare panourilor de control din sistemele de automatizare.

3. CAD bazat pe un pachet de aplicații specific. De fapt, acestea sunt PMK utilizate în mod autonom, de exemplu, simulare Procese de producție, calculul rezistenței prin FEM, sinteza și analiza sistemelor automate de control etc. Adesea astfel de sisteme CAD sunt legate de sistemele SAE. Exemple sunt programele de proiectare logică bazate pe limbajul VHDL, pachetele matematice precum MathCAD.

4. Sisteme CAD complexe (integrate), constând dintr-un set de subsisteme de tipurile anterioare. Exemple tipice de CAD complexe sunt sistemele CAE / CAD / CAM din inginerie mecanică sau CAD LSI. Așadar, CAD LSI include un DBMS și subsisteme pentru proiectarea componentelor, circuite schematice, logice și funcționale, topologie cristalină, teste pentru verificarea adecvării produselor. Pentru a gestiona astfel de sisteme complexe, sunt utilizate medii de sistem specializate.

Suport tehnic CAD

Din punctul de vedere al modelului de sistem CAD, hardware-ul reprezintă cel mai de jos nivel în care sunt „imersate” și implementate software-ul operațional și alte tipuri de software CAD.

Sarcina de a proiecta hardware, astfel, poate fi formulată ca o sarcină alegere optimă alcătuirea mijloacelor tehnice ale CAD. În acest caz, informația inițială este rezultatul analizei problemelor interne de proiectare și a cerințelor de resurse pentru mijloace tehnice sub formă de criterii și constrângeri.

Cerințele de bază pentru hardware-ul CAD sunt următoarele:

  • eficienţă;
  • versatilitate;
  • compatibilitate;
  • fiabilitate.

Mijloacele tehnice (TS) în CAD rezolvă probleme:

  • introducerea datelor inițiale ale descrierii obiectului de proiectare;
  • afișarea informațiilor introduse în scopul controlului și editării acesteia;
  • transformarea informațiilor (modificări ale formei și structurii prezentării datelor, recodării etc.);
  • stocarea informațiilor;
  • afișarea rezultatelor finale și intermediare ale soluției;
  • comunicare promptă între proiectant și sistem în procesul de rezolvare a problemelor.

Pentru a rezolva aceste probleme, TS trebuie să conțină:

  • procesoare,
  • BERBEC,
  • dispozitive de stocare externe,
  • dispozitive de intrare-ieșire a informațiilor,
  • mijloace tehnice de grafică pe computer,
  • dispozitive pentru comunicarea operațională a unei persoane cu un computer,
  • dispozitive care asigură comunicarea computerelor cu terminale la distanță și alte mașini.

Dacă este necesar să se creeze o conexiune directă între CAD și echipamentele de producție, TS ar trebui să includă dispozitive care convertesc rezultatele de proiectare în semnale de control al mașinii.

CAD TS poate fi cu un singur nivel și pe mai multe niveluri.

TS, care includ un singur computer, echipat cu o gamă largă de echipamente periferice, sunt numite cu un singur nivel. Sunt utilizate pe scară largă în proiectarea produselor de uz industrial general cu o structură stabilită, cu modele matematice foarte specializate și o secvență fixă ​​de etape de proiectare și de lucru tehnologic.

Dezvoltarea CAD presupune extinderea setului de dispozitive terminale, oferind fiecărui proiectant posibilitatea de a interacționa cu un computer, procesând informații tehnice direct la locurile de muncă. În acest scop, dispozitivele terminale sunt furnizate cu mini - și microcalculatoare cu software special pentru terminale inteligente. Sunt conectate la calculatoare cu performante ridicate folosind canale telefonice speciale sau conventionale.

»

Tabelul prezentat în acest material este o listă ordonată a producătorilor de soluții software gata făcute în domeniul sistemelor de proiectare, dezvoltare și design industrial.

Particularități

Odată cu utilizarea sistemelor de automatizare pentru calculele inginerești și analiza CAE, în acest moment, de regulă, sunt utilizate sisteme de proiectare asistată de computer (CAD). Informațiile din sistemele CAD ajung la CAM (Computer-aided manufacturing). Trebuie remarcat faptul că Termen englezesc„CAD” în raport cu sisteme industriale are o interpretare mai restrânsă decât termenul rusesc „CAD”, deoarece conceptul de „CAD” include CAD, CAM și CAE. Printre toate tehnologiile informaționale, automatizarea designului ocupă un loc special. În primul rând, automatizarea designului este o disciplină sintetică, deoarece include diverse tehnologii informaționale moderne. Deci, de exemplu, suportul tehnic al CAD se bazează pe funcționarea rețelelor de calculatoare și a tehnologiilor de telecomunicații; CAD practică și utilizarea computerelor personale și a stațiilor de lucru. Vorbind despre suportul matematic al CAD, trebuie remarcată varietatea metodelor utilizate: matematică computațională, programare matematică, statistică, matematică discretă, inteligență artificială. Sistemele software CAD pot fi comparate cu unele dintre cele mai complexe sisteme software moderne, care se bazează pe sisteme de operare precum Windows, Unix și limbaje de programare precum C++ și Java, precum și tehnologii moderne CASE. Aproape fiecare inginer de dezvoltare ar trebui să aibă cunoștințe despre elementele de bază ale automatizării designului și să poată lucra cu instrumente CAD. Deoarece toate departamentele de proiectare, birourile și birourile de proiectare sunt echipate cu computere, munca unui designer cu un astfel de instrument precum o tablă de desen convențională sau calculele folosind o regulă de calcul au devenit irelevante. În consecință, întreprinderile care lucrează fără CAD sau îl folosesc într-o mică măsură devin necompetitive, deoarece cheltuiesc mult mai mult timp și bani pentru proiectare.

Tipuri CAD

  • Software CAD (MO) - acest tip implică combinarea de metode matematice, modele și algoritmi pentru a realiza proiectarea)
  • Suport lingvistic al CAD (LO) - acest suport este o expresie a limbajelor de comunicare între designeri și calculatoare, limbaje de schimb de date și limbaje de programare între mijloacele tehnice CAD;
  • Suport tehnic CAD (TO) - acesta include dispozitive periferice, calculatoare, linii de comunicație, procesare și ieșire a datelor etc.;
  • Suport de informații CAD (IO) - constă din baze de date (DB), sisteme de management al bazelor de date (DBMS) și alte date care sunt utilizate în proiectare;
  • Software-ul CAD (SW) este, în primul rând, programe de calculator CAD;
  • Suport metodologic (MetO) - include diverse tipuri de tehnici de proiectare;
  • Suport organizațional (OO) - este reprezentat de tabele de personal, fișe de post și alte documente care determină activitatea întreprinderii de proiect.

Structura CAD

Fiind unul dintre sistemele complexe, CAD este format din două subsisteme: proiectare și întreținere. Procedurile de proiectare sunt realizate de subsisteme de proiectare. Subsistemele pentru modelarea geometrică tridimensională a obiectelor mecanice sunt un prim exemplu de proiectare a subsistemelor. Cu ajutorul subsistemelor de servicii, se realizează funcționarea subsistemelor de proiectare, unitatea lor este de obicei numită mediu de sistem sau shell CAD. Subsistemele tipice de servicii sunt considerate a fi managementul procesului de proiectare (DesPM - Design Process Management), managementul datelor de proiectare (PDM - Product Data Management). Subsistemul de dialog (DP); SGBD; subsistem instrumental; monitor - asigurarea interacțiunii tuturor subsistemelor și controlul execuției acestora - acestea sunt subsistemele de servicii ale software-ului. Subsistemul de dialog al software-ului permite interacțiunea interactivă a utilizatorului CAD cu subsistemele de control și proiectare ale software-ului, precum și pregătirea și corectarea datelor inițiale, familiarizarea cu rezultatele subsistemelor de proiectare care funcționează în mod batch.

Structura unui software CAD este determinată de următorii factori:

  • aspecte și nivelul descrierilor create cu ajutorul software-ului, obiectelor proiectate și domeniului;
  • gradul de automatizare a operațiunilor și procedurilor specifice proiectului;
  • resurse furnizate pentru dezvoltarea de software;
  • arhitectura si alcatuirea mijloacelor tehnice, modul de functionare.

clasificare CAD

CAD este clasificat prin următoarele principii: scopul propus, după aplicație, amploare și natura subsistemului de bază. În funcție de scopul propus, se disting sistemele CAD sau subsistemele CAD, care oferă diverse aspecte ale designului. Astfel, sistemele CAE / CAD / CAM apar ca parte a MCAD:

  • Sisteme CAD-F sau CAE (Computer Aided Engineering). Aceasta se referă la CAD pentru design funcțional.
  • CAD-K - proiectează sisteme CAD pentru inginerie mecanică generală, cel mai adesea sunt numite simplu sisteme CAD;
  • CAD-T - sisteme CAD tehnologice pentru inginerie mecanică generală - ASTPP (sisteme automatizate pentru pregătirea tehnologică a producției) sau sisteme CAM (Computer Aided Manufacturing).

După aplicații, cele mai importante și utilizate pe scară largă sunt următoarele grupuri CAD:

  • Sistemele Mechanical CAD sau MCAD (Mechanical CAD) sunt sisteme CAD pentru aplicații în industriile generale de inginerie mecanică.
  • Sisteme ECAD (Electronic CAD) sau EDA (Electronic Design Automation) - CAD pentru electronica radio.
  • CAD pentru arhitectura si constructii.

În plus, există un număr mare de sisteme CAD mai specializate, fie alocate în anumite grupe, fie fiind o ramură independentă în clasificare. Acestea sunt sisteme precum: BIS -SAPR (circuite integrate mari); CAD de aeronave și CAD de mașini electrice. Pe scară, se determină CAD, complexe software-metodice independente (PMK):

  • Complex pentru analiza rezistenței produselor mecanice în conformitate cu metoda elementelor finite (FEM)
  • Complex de analiză a circuitelor electronice;
  • sisteme PMK;
  • Sisteme cu arhitecturi software și hardware unice.

Clasificarea după natura subsistemului de bază

  • Sisteme CAD care vizează aplicații în care procedura principală de proiectare este proiectarea, adică definirea formelor spațiale și poziția relativă a obiectelor. Este un sistem CAD bazat pe grafică pe computer și modelare matematică. Acest grup de sisteme include majoritatea nucleelor ​​grafice CAD din domeniul ingineriei mecanice.
  • Sisteme CAD axate pe aplicații în care cantități mari de date sunt procesate cu calcule matematice destul de simple. Este un sistem CAD bazat pe DBMS. Datele CAD se găsesc în principal în aplicații tehnice și economice, de exemplu, în procesul de proiectare a planurilor de afaceri, obiecte precum panourile de control din sistemele de automatizare.
  • Sisteme CAD complexe (integrate), care includ un set de tipuri anterioare de subsisteme. Exemple tipice de sisteme CAD complexe sunt sistemele CAE / CAD / CAM din inginerie mecanică sau sistemele CAD LSI. Astfel, SGBD și subsistemele pentru proiectarea componentelor, diagramele fundamentale, logice și funcționale, topologia cristalelor, testele pentru verificarea adecvării produselor sunt parte integrantă a LSI CAD. Pentru a gestiona astfel de sisteme complexe se folosesc medii de sistem specializate.
  • CAD bazat pe un pachet de aplicații specific. De fapt, acestea sunt complexe software și metodologice utilizate în mod liber, cum ar fi un complex pentru simularea proceselor de producție, un complex pentru sinteza și analiza sistemelor automate de control, un complex pentru calcularea rezistenței prin metoda elementelor finite etc. De regulă. , datele CAD se referă la sisteme CAE. De exemplu, programe de proiectare logică bazate pe limbajul VHDL, pachete matematice precum MathCAD.

Dezvoltare CAD

Una dintre temele cheie ale dezvoltării CAD este „cloud computing”: lucrul la distanță cu date situate pe servere la distanță de pe diverse dispozitive cu acces la Internet. Astăzi, norii au făcut progrese foarte semnificative în segmentul aplicațiilor și serviciilor ușoare – în principal în sectorul de consum. Există două opțiuni posibile de integrare. În primul caz, întreaga infrastructură a serviciilor de inginerie este transferată în cloud și, în consecință, nevoia de software de inginerie instalat la locul de muncă dispare cu totul. În cel de-al doilea caz, designerul are încă o stație de lucru grafică cu un sistem CAD instalat, dar în același timp are acces de pe aceasta la diverse servicii cloud, datorită cărora este posibil să rezolve probleme care necesită resurse foarte importante (de exemplu , pentru a efectua analiza rezistenței). Este posibil să se efectueze interacțiunea în cloud în două moduri: în mod public, când accesul la serverul situat la furnizor este deschis prin Internet și în mod privat, când serverul este situat în întreprindere și apelurile la acesta au loc printr-o rețea locală închisă. . În Rusia, dezvoltarea norilor în domeniul CAD este constrânsă de necesitatea de a menține secretul excesiv în multe proiecte. Prin urmare, este cel mai probabil ca cloud-urile private să devină principalul motor al pieței în viitorul apropiat. Norii nu sunt doar despre noi tehnologii, ci și despre oportunitatea de a experimenta noi modele de afaceri.

Următoarea tendință majoră sunt sistemele de operare alternative. Acum cinci ani, când se vorbea despre o alternativă la Microsoft Windows, era de obicei Linux. Acest subiect este și astăzi relevant: platforma națională de software națională, cel mai probabil, se va baza pe nucleul Linux; există un interes din ce în ce mai mare pentru acest OS în domeniul educației și în agențiile guvernamentale (există exemple de tranziție reușită). Cu toate acestea, acum putem vorbi deja despre potențialul semnificativ al sistemului de operare Google Chrome OS. Și aici tendința menționată se îmbină cu tendința cloud - Google OS, după cum știți, nu implică instalarea de aplicații pe un computer local.

Un rol important în promovarea acestui OS îl are tendința de scădere a cotei de piață a PC-ului. Evident, dacă mutați cea mai mare parte din calculul greoi și complex în cloud, cerințele dvs. de hardware vor fi reduse și veți putea lucra pe orice dispozitiv. De exemplu, pe tablete. Ca rezultat, dezvoltatorii CAD vor trebui fie să dezvolte soluții independente de platformă (versiunea cloud), fie să le facă multiplatformă.

Următorul subiect este hardware. Din nou, totul este determinat de nemulțumirea pieței față de decizia monopolistului - arhitectura clasică a Intel (ritmul dezvoltării sale). În acest sens, există o tendință clară de dezvoltare a arhitecturii ARM. Acum este susținut de mai mulți producători, printre care unul dintre cei mai activi este Nvidia (Nvidia). Până acum, această arhitectură este utilizată în mod activ numai în dispozitivele mobile, dar în viitorul apropiat, se pare, va fi transferată pe computere staționare. Acest lucru este evidențiat indirect de faptul că viitorul sistem de operare Microsoft Windows 8 va putea funcționa și pe arhitectura ARM (pentru prima dată nu numai pe Intel).

A doua tendință este transferul unei părți semnificative a calculatoarelor de la procesorul central la nucleul grafic. Acest subiect se referă mai degrabă la domeniul calculului paralel.

O altă tendință este creșterea pieței mobile. A avut cea mai mare accelerare anul trecut cu iPad-ul. La început, însă, părea că acest dispozitiv este pur de consum, iar în sectorul corporativ nu ar fi aplicabil. Cu toate acestea, s-a dovedit că este destul de potrivit pentru rezolvarea multor probleme.

În sectorul CAD astăzi, mulți angajați sunt mobili - lucrează pe drum, pe șantiere îndepărtate, se deplasează prin țară, lucrează de acasă. (Toate acestea necesită un dispozitiv mobil la îndemână.)

Într-un fel sau altul, în străinătate că fiecare angajat al serviciului de inginerie va avea în curând o tabletă, astăzi se vorbește despre ea ca pe un fapt împlinit. Au apărut deja platformele mobile IOS Apple și Android Google, atractive pentru dezvoltatori, precum și un număr semnificativ de aplicații CAD pentru acestea.

Acum este foarte greu de spus dacă tastatura și mouse-ul vor părăsi arsenalul nostru în zece ani. Dar adevărul este că interfețele multi-touch (orientate pe degete) câștigă în mod clar popularitate. În dispozitivele mobile, acestea au devenit aproape standardul. Astăzi este destul de clar că această interfață este mai mult decât potrivită pentru consumul de informații. Dacă este la fel de bun pentru crearea sa, pentru lucrul cu CAD, este încă greu de spus. Baza tehnologică încă lipsește pentru o tranziție masivă la astfel de interfețe. Pur și simplu nu există panouri multi-touch suficient de mari pe piață astăzi cu rezoluția necesară pentru CAD.

Piața CAD este foarte conservatoare. Chiar și înlocuirea unui astfel de sistem cu altul în cadrul lucrului la un proiect este o sarcină destul de dificilă. Ce putem spune despre o schimbare serioasă a paradigmei, interfețelor, generațiilor de CAD. Prin urmare, această piață nu este în mod clar printre liderii în cursa tehnologică - există dezvoltare, dar evident nu atât de rapidă pe cât ne-am dori. Cu toate acestea, în următorul deceniu, inginerii care au crescut în era Internetului, noilor tehnologii și dispozitive mobile vor veni la întreprinderi și, într-un fel sau altul, vor aduce activ pe piață elemente ale culturii lor.

CAD în construcții

Digitalizarea afacerilor a afectat toate industriile sale. În ultimul deceniu, soluțiile de proiectare, inginerie și construcție de unități industriale au crescut. De la planșele de desen sovietice, designerii au ajuns la modelarea 3D. Alexey Lebedev, CEO al AVEVA, ne-a ajutat să-și dea seama ce înseamnă digitalizarea pentru acest segment, cum să ajutăm echipa să lucreze într-un singur spațiu și de ce nu a fost încă posibil să scăpăm în sfârșit de suporturile de hârtie.

Setul de instrumente interconectate și care interacționează concepute pentru a realiza proiectarea asistată de computer se numește hardware CAD.

Mijloacele tehnice împreună cu software-ul general al sistemului sunt baza de instrumente CAD. Ele formează un mediu fizic în care sunt implementate alte tipuri de software CAD (matematice, lingvistice, informaționale etc.).

Mijloacele tehnice din CAD rezolvă următoarele probleme:

Introducerea datelor inițiale pentru descrierea obiectului de proiectare;

Afișarea informațiilor introduse în scopul controlului și editării acesteia;

Transformarea informațiilor (schimbarea formei de prezentare a datelor, recodarea, traducerea, efectuarea de operații aritmetice și logice, modificarea structurii datelor etc.);

Stocarea diverselor informatii;

Afisarea rezultatelor finale si intermediare ale solutiei;

Comunicare promptă între proiectant și sistem în procesul de rezolvare a problemelor.

Pentru a rezolva aceste probleme, mijloacele tehnice (TS) ale CAD trebuie să conțină procesoare, memorie cu acces aleatoriu (OP), dispozitive de stocare externă (OVC), dispozitive de intrare-ieșire a informațiilor (UVVI), mijloace tehnice de grafică pe computer, dispozitive de comunicare operațională. a unei persoane cu un computer, dispozitive, care asigură comunicarea computerelor cu terminale la distanță și alte mașini. Dacă este necesar să se creeze o conexiune directă între CAD și echipamentele de producție, TS ar trebui să includă dispozitive care transformă rezultatele de proiectare în semnale de control pentru mașini-unelte, complexe tehnologice și mașini automate. Nomenclatorul mijloacelor tehnice incluse în complexul de mijloace tehnice (CTS) al CAD este următorul:

1 calculator (procesoare centrale, procesoare specializate, memorie cu acces aleatoriu, procesoare de intrare-ieșire, dispozitive de interfață)

2 Dispozitive de stocare externe (unități de disc magnetice, unități de dischetă, unități de bandă magnetică)

3 Dispozitive de intrare-ieșire a informațiilor (dispozitive de intrare-ieșire de pe carduri perforate, dispozitive de intrare-ieșire de pe benzi perforate, dispozitive de imprimare, dispozitive de ieșire pe microfișe, imprimante raster)

4 Dispozitive pentru comunicare operațională cu un computer (afișaje alfanumerice, dispozitive de intrare-ieșire a vorbirii, dispozitive de control al cursorului, afișaje grafice)

5 Dispozitive de grafică pe computer (dispozitive de codificare grafică, plotere, afișaje grafice, dispozitive de control al cursorului, imprimante raster)

6 Dispozitive de pregătire a datelor

7 Dispozitive de comunicare cu echipamente tehnologice

8 Mijloace tehnice de teleacces și rețele de calculatoare (multiplexoare de transmisie a datelor, echipamente de transmisie a datelor, controlere de rețea, procesoare de comunicații, canale de comunicații).

Sarcinile enumerate ale TS sunt rezolvate împreună cu software-ul la nivelul întregului sistem. Software la nivelul întregului sistem înseamnă sistemele de operare (OS) ale computerului. Setul de mijloace tehnice ale unui computer și software-ul acestuia se numește sistem informatic (CS).

Caracteristicile unui sistem CAD specific sunt în mare măsură determinate de compoziția CTS și a software-ului general al sistemului, care trebuie să ofere:

Performanță computerizată suficientă pentru a rezolva toate problemele de proiectare;

posibilitatea interacțiunii operaționale între proiectant și computer în timpul procesului de proiectare;

Ușurință în dezvoltarea, operarea și întreținerea CTS;

Deschiderea CTS pentru reconfigurare și dezvoltare ulterioară;

Utilizarea pe scară largă a informațiilor grafice de intrare și ieșire despre obiectul proiectat;


  • comunicare între diferite niveluri de proiectare.

5.1.2 Informatii generale despre calculatoare și aeronave utilizate în CAD

Principalele sisteme CAD CTS sunt o varietate de mainframe. Atunci când se determină posibilitatea de a utiliza unul sau altul computer ca parte a CTS, aceștia sunt evaluați printr-un set de diverși indicatori, dintre care principalii sunt caracteristicile tehnice, costul achiziției și operațiunii.

Principalii parametri tehnici ai unui computer includ performanța, capacitatea memoriei cu acces aleatoriu (RAM), lățimea de bandă a subsistemului de intrare-ieșire a informațiilor, fiabilitatea operațională etc.

Productivitatea este unul dintre cei mai importanți indicatori ai unui computer, măsurat prin numărul de operații efectuate pe unitatea de timp (de obicei operații pe secundă). Acest indicator pentru tipuri diferite Calculatorul variază de la câteva sute la sute de milioane de operații pe secundă. În ultimii ani, performanța a fost determinată de viteza de ceas a procesorului.

Capacitatea memoriei RAM determină capacitățile computerului de a executa programe complexe cu procesarea unor cantități mari de informații. Capacitatea RAM poate fi exprimată în biți, octeți, cuvinte, kiloocteți, megaocteți etc. Cea mai comună estimare a capacității RAM în octeți, kilobytes (1KB = 1024 bytes), megabytes (1MB = 1024KB), gigabytes (1GB = 1024MB). Capacitatea memoriei RAM pentru computerele utilizate în CAD variază de la zeci de kiloocteți la unități de gigaocteți.

Debitul subsistemelor de intrare-ieșire a computerului permite determinarea capacităților computerului atunci când se schimbă informații cu diferite dispozitive periferice sau alte computere. Se măsoară prin numărul maxim de unități de informații transmise prin subsistemul I/O pe unitatea de timp.

Fiabilitatea funcționării unui computer este evaluată printr-un număr de indicatori care au o natură probabilistică, de exemplu, probabilitatea de funcționare fără defecțiuni într-un interval de timp dat, timpul mediu dintre defecțiuni, timpul mediu de recuperare a computerului, disponibilitatea factor etc.

În prezent, calculatoarele de uz general sunt utilizate în principal pentru operarea sistemelor CAD. Astăzi în lume există multe calculatoare (denumite în continuare calculatoare) de diverse grupe de complexitate, de diverse generații, iar aici va fi o scurtă prezentare a calculatoarelor de la o singură companie IBM, ca lider general recunoscut în producția și vânzarea de tehnologia calculatoarelor. Întreaga serie de calculatoare IBM este software și compatibil tehnic în interiorul său, ceea ce a servit ca utilizare pe scară largă, inclusiv pentru automatizarea designului tehnologic.

Documente similare

    Luarea în considerare a tehnologiilor informaționale pentru îndeplinirea funcțiilor de proiectare. Suport tehnic pentru proiectare asistată de calculator (CAD). Crearea de CAD pentru a îmbunătăți eficiența inginerilor. Suport ergonomic și legal pentru CAD.

    rezumat, adăugat 06.09.2015

    Crearea sistemelor de proiectare asistată de calculator (CAD). Scopul este de a îmbunătăți eficiența inginerilor, de a reduce complexitatea proiectării și a planificării. Categorii CAD, structură, subsisteme. Exemple de subsisteme de service și proiectare.

    articol adăugat la 04.01.2019

    Conceptul și esența proiectării unui obiect tehnic. Sisteme de proiectare asistată de calculator (CAD) și structura acestora. Clasificarea CAD după aplicație, tipuri de software CAD. Etape de rezolvare a problemelor de inginerie de proiectare, teoria grafurilor.

    prelegere adăugată la 12.06.2016

    Scopul, termenii și clasificarea sistemelor de proiectare asistată de computer (CAD). Abordare sistematică a proiectării. Structura suport tehnic. Sisteme de calcul și dispozitive periferice în CAD. Sisteme automate de control.

    manual, adăugat 14.03.2013

    Analiza relației strânse dintre activitățile de inginerie folosind sisteme de proiectare asistată de calculator (CAD). Clasificare CAD după funcționalitate. Evaluarea popularității sistemelor de proiectare asistată de computer, analiza lor comparativă.

    articol adăugat la 04.02.2019

    Principiile de bază ale construirii unui sistem de proiectare asistată de computer (CAD). Utilizarea calculatoarelor electronice în lucrările de proiectare și dezvoltare. Proces de proiectare în software CAD. Suport pentru informații CAD.

    test, adaugat 28.09.2016

    Studierea istoriei și etapelor de dezvoltare a sistemelor de proiectare asistată de calculator. CAD „Assol” bazat pe tehnologiile Autodesk. CAD „Grace” și program de design vestimentar. Analiza eficacității software-ului la întreprinderi de diferite capacități.

    rezumat adăugat la 23.10.2013

    Conceptul, structura și istoria dezvoltării sistemelor de proiectare asistată de computer (CAD). Clasele de produse CAD pentru inginerie mecanică sunt grele, medii și ușoare. Compoziția și principiile de proiectare ale software-ului CAD, scopul său funcțional.

    lucrare de termen, adăugată 10.05.2011

    Dezvoltarea și implementarea CAD - sisteme de proiectare asistată de calculator pentru obiecte tehnice, scop, principii de bază de construcție, etape de creație. Afișarea procesului de proiectare în software lingvistic și suport informativ CAD.

    rezumat, adăugat la 12.10.2009

    Avantajele CAD. Clasificare și desemnare, funcții CAD. Caracteristicile sistemelor CAE / CAD / CAM și tehnologiei CALS. Structura hardware CAD. Medii de sistem și complexe software-metodice. Scopul și compoziția mediilor de sistem CAD.