Инженерный дизайн cad что это: Инженерный дизайн CAD » Гусевский политехнический техникум
Демоэкзамен в компетенции «Инженерный дизайн CAD» сдали экспертам будущие выпускники СарФТИ
На базе СарФТИ НИЯУ МИФИ состоялся демонстрационный экзамен по стандартам Ворлдскиллс Россия. Попробовать свои силы в компетенции «Инженерный дизайн CAD» (Mechanical Engineering CAD) в этом году решили будущие выпускники бакалавриата – 10 студентов 4 курса группы ТМ-47Д (профиль «Технология машиностроения»).
По итогам демонстрационного экзамена наибольшее количество баллов набрали Александра Шанина и Артём Ващенко. Эксперты отметили качественное выполнение студентами задания в части создания электронных сборок.
Работы оценивали сертифицированные эксперты Ворлдскиллс Россия — сотрудники ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»: ведущий инженер-конструктор КБ-1 Николай Александрович Грачев и инженер-конструктор Института лазерно-физических исследований (ИЛФИ) Андрей Владимирович Ермолаев. Главным экспертом посредством видеосвязи с лабораторией вуза выступил ведущий инженер-конструктор ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им.
Конкурсные задания были разработаны под требования, предъявляемые к инженеру-конструктору, выполняющему свою работу с использованием современных систем автоматизированного проектирования (САПР). На выполнение сложного задания по разработке электронных моделей требуемых деталей и сборочных единиц, созданию чертежей с указанием всех необходимых размеров, фотореалистичного изображения и анимационного видеоролика участникам демоэкзамена отводилось шесть часов.
Е.П. Устьянцев, опытный эксперт чемпионатов AtomSkill и Ворлдскиллс Россия, отмечая, что затруднение у участников вызвало создание электронных моделей деталей и разработка чертежей с использованием автоматизированной системы проектирования, рекомендовал уделить при обучении больше внимания чтению чертежей деталей.
Демоэкзамен для студентов СарФТИ — это не только демонстрация умений и навыков в практически реальных производственных условиях, возможность правильно оценить свои силы и набраться опыта, но и независимая оценка компетенций будущих выпускников экспертами от предприятий.
«Все, чему меня научили, передам детям»
Анатолий Кравченко
Возраст: 59 лет
Род деятельности: учитель технологии
Место жительства: Зеленоград, Московская область
Компетенция Ворлдскиллс: инженерный дизайн CAD, Московский политехнический университет
Послушать
речь героя
По образования я физик, в настоящее время работаю учителем технологии. Прошел обучение инженерному дизайну, чтобы работать со своими учениками.
Инженерный дизайн — современная интерпретация черчения, которое дети должны проходить на уроках. Вот только современным детям не нравится ни точить карандаши, ни стирать что-то ластиком, ни измерять линейкой.
Они не любят чертить, им тяжело. Современным ученикам проще, привычнее и быстрее работать на компьютере.
Когда у меня появилась необходимость заинтересовать детей черчением, чтобы они хоть как-то познакомились с этим предметом, на помощь пришел инженерный дизайн, специальные компьютерные программы.
Я начинаю заниматься с детьми моделированием с 5 класса. Обычно к 7 классу они приходят к мысли, что, прежде чем что-то смоделировать и сделать, необходимо разработать чертеж. В этот момент у них и появляется интерес к компьютерной графике, которая становится необходимым звеном между теоретической моделью и ее практическим воплощением.
Инженерный дизайн — это звено меж задумкой и реализацией. Захотел у меня ученик, к примеру, сделать квадрокоптер. Для него нужны детали. Можно, конечно, выпилить их из фанеры. По опыту, практически весь учебный год уходит на изготовление деталей вручную. Ему хочется быстрее, значит, надо осваивать программу, которая помогает разработать детали и подготовить по ним файлы для 3D-принтера или станка.
Теперь этот ученик хочет купить себе 3D-принтер, чтобы не ждать своей очереди в школе, а дома самостоятельно печатать все детали и собирать квадрокоптеры.
На программу Ворлдскиллс для тех, кому больше 50-ти, меня «привел» ученик. Мы выдвинули его на профессиональный чемпионат, и я сопровождал его на соревнованиях. Там и узнал, что есть обучение для людей моего возраста.
Раньше я расширял свои знания об инженерном дизайне самостоятельно, но теперь решил обратиться к специалистам. Почему? Я всю жизнь чему-то учусь. А тут мои ребята стали разбираться в программе лучше меня. Давали мне на уроках советы, как сделать быстрее какие-то операции.
Я медленнее разбираюсь, составляю инструкции, записываю на листочках алгоритмы, последовательность шагов. Учащиеся быстро осваивают кнопки, у них что-то автоматически получается, они быстрее запоминают новую информацию. Мне не хочется от них отставать. Если работать на равных, то и дело спорится, а если ученики начинают учить — это уже учителю стыдно! Мне хочется общаться с ними на одном уровне.
Обучение проходило дистанционно. Преподаватели показывали нам новые приемы — некоторые я не знал, теперь могу быстрее и красивее делать детали. Самое интересное — сборка, когда соединяешь детали и получаешь новое изделие.
Все, чему меня научили, передам детям. Постараюсь сделать так, чтобы ученики больше участвовали в чемпионатах Ворлдскиллс, даже если не займут призовые места. Это очень полезно — видеть, как много других ребят со всей страны увлекаются тем же самым, что это целое движение. Если человек чувствует, что он не один, ему хочется заниматься делом и дальше.
Если инженерный дизайн — это больше для мальчиков, они любят конструировать, работать с деталями, то девочки на дополнительных занятиях чаще всего занимаются выжиганием, вырезанием картин лобзиком по фанере, а это уже графический дизайн, изготовление декоративных украшений. Такие специализации у Ворлдскиллс тоже есть. Если появятся у меня в этом году ученики, интересующиеся графическим дизайном, то начнем его изучать вместе!
Подготовка к чемпионату Juniorskills
Впервые на базе ВДЦ «Океан» реализуется JuniorSkills — программа ранней профориентации и состязаний школьников в профессиональном мастерстве.
На чемпионат приехали 62 подростка из Сибири и Дальнего Востока. В «Океане» они поборются за звание лучших в четырёх компетенциях: прототипирование, инженерный дизайн CAD, электромонтажные работы и мобильная робототехника. На данном этапе проходит подготовка к соревнованиям. Школьники посещают мастер-классы, которые проводят педагоги детского Центра, приглашённые учителя и эксперты JuniorSkills. После курса мастер-классов подростки примут участие в состязании профессионального мастерства.
У всех участников соревнований есть уникальная возможность не только вспомнить и углубить знания по своему предмету, но и попробовать силы в другой области. Поэтому для работы на семинарах все ребята делятся на два потока: тех, кто занимается компетенцией, и кто только начал её изучать. Мастер-классы для начинающих проводятся в более лёгком режиме. В группах «новичков» на следующей неделе также пройдут соревнования.
В каждой компетенции специалисты оказывают школьникам поддержку в приобретении необходимых знаний.
Изучить инженерный дизайн CAD подросткам помогают национальный эксперт JuniorSkills Наталья Савинова и педагог черчения из Якутска Лариса Григорьева. Инженерный дизайн CAD позволяет развивать пространственное воображение у детей. Они моделируют трёхмерные детали, а после генерируют чертежи, полностью обеспеченные технической документацией.
Региональный эксперт JuniorSkills по компетенции «Электромонтажные работы» Константин Дерунец постигает с ребятами основы монтажа электрического оборудования. На его занятиях присутствуют и девочки, демонстрируя свои навыки наравне с мальчиками.
К тонкостям мобильной робототехники подростков приобщает педагог дополнительного образования Школы Добра Александр Аношкин. Школьники изучают робототехнику и поэтапно создают роботов из конструктора LEGO. Для этого используются наборы конструктора LEGO Education WeDo, которые дают возможность ребятам собирать и запрограммировать простые модели через приложение в компьютере.
По завершении подготовки школьники будут готовы проверить свои силы на чемпионате профориентирования.
«Океан» желает будущим специалистам своего дела с успехом применить приобретённые знания на практике.
Пресс-центр ВДЦ «Океан»
Новости компании PICASO 3D
Итоги WorldSkills Russia 2021
С 25 по 29 августа в Уфе прошел финал IX Национального чемпионата «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia) – 2021.
Компания PICASO 3D уже несколько лет является партнером движения и спонсором ряда компетенций, наши сотрудники оказывают техническое и консультационное сопровождение соревновательных площадок.
Флагманские 3D принтеры компании можно было увидеть на таких компетенциях как:
- Аддитивное производство
- Изготовление прототипов
- Промышленный дизайн
- Инженерный дизайн CAD
- Эксплуатация БАС (Эксплуатация беспилотных авиационных систем)
- Инженерия космических систем
Всего на чемпионате можно было найти 118 стабильно работающих принтеров PICASO 3D. Это в 2 раза больше, чем на WorldSkills Kazan 2019.
Любой желающий посетить наш стенд мог увидеть всю линейку оборудования в работе — от Designer Classic до Designer XL PRO (он визуально маскировался под XL).
В финале IX Национального чемпионата приняли участие 1786 конкурсантов из 76 регионов страны. Среди всех проведенных нацфиналов нынешний стал самым юным: больше трети участников выступали в юниорской возрастной категории – 603 человека до 16 лет.
Юные финалисты работали на 3D принтерах Designer X Pro в компетенциях: Изготовление прототипов, Аддитивные технологии , Инженерный дизайн CAD, Инженерия космических систем.
Всего соревнования прошли по 105 различным компетенциям, разделенным на 7 блоков профессий: строительство и строительные технологии, информационные и коммуникационные технологии, творчество и дизайн, производство и инженерные технологии, сфера услуг, транспорт и логистика, образование. В 51 компетенции свои навыки продемонстрировали юниоры. Суммарно работу конкурсантов оценивали 2000 экспертов.
По результатам общекомандного зачета абсолютным чемпионом первенства признана сборная Москвы. Первое место по итогам медального зачета и с учетом позиции региона в рейтинге по 700-балльной шкале заняла Республика Татарстан. Второе место разделили команды Республики Башкортостан и Санкт-Петербурга. Третье место взяла Московская область. В десятку самых сильных команд также вошли представители Красноярского и Краснодарского краев, Новосибирской, Кемеровской, Свердловской, Челябинской, Сахалинской, Самарской, Тюменской областей, Республики Саха (Якутия).
___________
WorldSkills International – международное движение, целью которого является популяризация рабочих профессий, повышение статуса и стандартов профессиональной подготовки и квалификации по всему миру.
Источник: https://worldskills.ru/media-czentr/novosti/final-2021.html
МЦКО
Более 400 заявок по 34 компетенциям было подано на участие в чемпионате Москвы «Навыки мудрых» для опытных профессионалов старше 50 лет. Об этом сообщили в региональном координационном центре WorldSkills Russia
«25 декабря 2019 года завершился прием заявок на чемпионат «Навыки мудрых» для опытных профессионалов Москвы старше 50 лет. Он пройдет с 10 по 16 февраля 2020 года в рамках второй части VIII Открытого чемпионата профессионального мастерства «Московские мастера» по стандартам WorldSkills Russia. Теперь кандидатам предстоит пройти квалификационный отбор на участие в чемпионате. Он состоится в Москве с 20 по 26 января 2020 года», – сказала руководитель регионального координационного центра WorldSkills Russia, начальник отдела Московского центра качества образования Ксения Калугина.
В рамках второй части чемпионата Москвы пройдут соревнования «Навыки мудрых» по четырем новым компетенциям. Впервые соревнования будут проводиться по компетенциям «Кирпичная кладка», «Малярные и декоративные работы», «Облицовка плиткой», «Столярное дело» для опытных профессионалов старше 50 лет.
Всего в этом году заслуженные профессионалы столицы будут соревноваться по 34 различным компетенциям на площадках образовательных организаций Москвы.
«В соревнованиях также примут участие опытные мастера в компетенциях «Геодезия», «Веб-дизайн и разработка», «Изготовление прототипов», «Сетевое и системное администрирование», «Инженерный дизайн CAD», «Программные решения для бизнеса», «Ресторанный сервис», «Сварочные технологии», «Токарные работы на станках с ЧПУ», «Технологии композитов», «Эстетическая косметология» и еще более 20 востребованных компетенциях», – рассказала Ксения Калугина.
После подачи заявки на участие конкурсантам предстоит пройти процедуру квалификационного отбора, по итогам которого будет сформирован состав участников второй части чемпионата Москвы.
По вопросам участия во второй части VIII Открытого чемпионата профессионального мастерства «Московские мастера» по стандартам WorldSkills Russia можно позвонить по телефону: +7 (499) 577-00-56 или написать на электронную почту: [email protected].
Справочно:
Московский чемпионат «Навыки мудрых» – это самые масштабные соревнования по профессиональному мастерству среди опытных мастеров в возрасте от 50 лет. Процедура квалификационного отбора проводится на площадках образовательных организаций Москвы в формате мини-чемпионата. Кандидатам предстоит выполнить один из модулей конкурсного задания, идентичного заданию чемпионата, на подготовленной конкурсной площадке и в строгом соответствии со стандартами WorldSkills Russia. Оценивать конкурсантов будут эксперты, которые прошли обучение по стандартам WorldSkills и имеют опыт проведения чемпионатов по соответствующим компетенциям. Лучшие профессионалы будут представлять столицу на всероссийских соревнованиях по профессиональному мастерству.
Альметьевск | В Альметьевске впервые прошел демонстрационный экзамен по стандартам WorldSkills по компетенции «Инженерный дизайн CAD»
С 4 по 6 февраля в учебно-лабораторном комплексе «Колледж будущего Татарстана» прошел демонстрационный экзамен по компетенции «Инженерный дизайн CAD».
Двенадцать студентов четвертого курса специальности «Технология машиностроения» Альметьевского профессионального колледжа, обучающихся в рамках проекта «Колледж будущего Татарстана», в рамках экзамена разрабатывали 3D модели и чертежи деталей сборного мотора, робота и металлической конструкции, а также создавали фотореалистическое изображение и анимационный видеоролик процесса их сборки.
Контролировала процесс экзамена и проверяла результаты группа экспертов из Казани, Набережных Челнов, Бугульмы и Альметьевска. Помимо этого, каждый желающий мог наблюдать за ходом экзамена на YouTube канале в режиме реального времени.
— Впервые в Республике Татарстан на базе «Колледжа будущего Татарстана» прошел демонстрационный экзамен по стандартам WorldSkills по компетенции «Инженерный дизайн CAD». Задания для экзамена — это реальные задания чемпионатов WorldSkills, на решение которых каждому студенту давалось 6 часов. Воспитанники «Колледжа будущего Татарстана» показали высокий уровень знаний и практических навыков моделирования реальных производственных процессов по стандартам WorldSkills Russia, — комментирует главный сертифицированный эксперт демонстрационного экзамена, победитель EuroSkills Budapest 2018 по компетенции «Инженерный дизайн CAD» Альберт Минеев.
После сдачи демонстрационного экзамена студенты получат Skills паспорт, где будут указаны баллы по международной сертификации, демонстрирующие уровень подготовки к профессии.
Оценить материал и/или оставить мнениеСтудент МТФ на международном чемпионате по компетенции «Инженерный дизайн CAD»
«WorldSkills International» – международная ассоциация, целью которой является повышение статуса и стандартов профессиональной подготовки и квалификации по всему миру, популяризация рабочих профессий через проведение международных соревнований.
«WorldSkills» создает условия для людей, стремящихся к профессиональной самореализации. Свои задачи «WorldSkills» реализует по средствам проведение соревнований, благодаря которым формируются и развиваются сообщества: через взаимодействие между участниками соревнований и экспертами, а также общение конкурсантов между собой на соревновательной площадке.
В рамках международного конкурса профессионального мастерства «WorldSkills International» 29 июня 2020 года состоялся однодневный международный конкурс в компетенции «Mechanical Engineering CAD». Организатором конкурса выступил Хабаровский региональный институт развития образования. В конкурсе приняли участие 12 человек из Беларуси, Китая, России и Японии.
Республику Беларусь представлял студент механико-технологического факультета, победитель республиканского отбора на финал IV Республиканского конкурса «WorldSkills Belarus 2020» Бобров Александр. Чемпионат проводился в дистанционной форме на площадке «Zoom».
Рабочее место для Боброва Александра было организовано в стенах Белорусского национального технического университета механико-технологического факультета. Конкурс прошел не совсем удачно для Александра, ему не хватило опыта и скорости – занял 9 место. Победил же, можно сказать традиционно, участник из Китая.
Данный конкурс рассматривался как этап подготовки к более серьезным соревнованиям и носил тренировочный характер. Участие в данном конкурсе для Александра это в первую очередь неоценимый опыт, который, мы уверены, найдет отражение в его дальнейшей работе.
Главный эксперт Республики Беларусь в компетенции «Техническое проектирование CAD» Пронкевич Сергей Александрович и студент МТФ Бобров Александр
Студенты гр. 104040118 Курач Диана, 10405118 Данилова Алина
Что такое компьютерное проектирование (САПР) и почему это важно
Когда большинство людей представляют себе строителя, они видят человека на строительной площадке в каске и жилете безопасности.
Возможно, этот человек укладывает гипсокартон, забивает гвозди, укладывает пол или даже обедает высоко над землей, напоминая культовую фотографию «Обед на вершине небоскреба». Хотя все это составляет часть работы, строительство во многих отношениях является технической работой. Так было всегда, но с появлением САПР роль технологий в отрасли и их влияние на работу выросли.
Истоки CAD восходят к началу 60-х, Патрику Ханратти и Ивану Сазерленду. Работая в General Electric, Ханратти разработал программу, которую он назвал DAC, первую систему, в которой использовалась интерактивная графика и система программирования с числовым программным управлением.
Всего два года спустя, в 1963 году, Иван Сазерленд разработал систему, которая «открыла новые горизонты в компьютерном 3D-моделировании и визуальном моделировании, которое является основой для САПР.Сазерленд назвал свою программу Sketchpad и объяснил, что она «позволяет дизайнерам использовать световое перо для создания инженерных чертежей прямо на ЭЛТ».
В 1971 году Ханратти разработал программу под названием ADAM. Она была описана как «первая коммерчески доступная интегрированная интерактивная система графического дизайна, черчения и производства». Примерно девять из 10 программ САПР берут свое начало в ADAM.
Ханратти со временем модернизировал ADAM, что позволило ему работать на 16-битных и более поздних 32-битных компьютерах.С изменением названия на AD-2000 и расширением возможностей обработки и наплавки программа стала хитом.
Назначение CADИспользуемый инженерами, архитекторами и руководителями строительства, CAD заменил ручное черчение. Это помогает пользователям создавать проекты в 2D или 3D, чтобы они могли визуализировать конструкцию.
CAD позволяет разрабатывать, изменять и оптимизировать процесс проектирования.
CAD позволяет разрабатывать, изменять и оптимизировать процесс проектирования.Благодаря САПР инженеры могут создавать более точные представления и легко изменять их для повышения качества проектирования.
Программное обеспечение также учитывает взаимодействие различных материалов: это особенно актуально, поскольку субподрядчики добавляют к чертежам дополнительные детали.
Сегодня чертежи / планы можно хранить в облаке. Таким образом, подрядчики получили доступ к чертежам / планам на основе САПР на рабочем месте. Целые группы могут легко проверить изменения плана, включая подрядчика и субподрядчиков.Таким образом, соответствующие стороны могут распознать возможное влияние изменений на строительство и при необходимости адаптироваться. Такой быстрый доступ к планам улучшает общение.
Эффективное использование всей информации в конечном итоге увеличивает производительность. САПР позволяет дизайнерам учитывать электричество, водопровод и другие элементы, помогая создать более комплексный дизайн. В конечном итоге это приводит к меньшему количеству изменений в работе и меньшему количеству сюрпризов во время строительства.
CAD и его дочерние продукты, с их многочисленными функциями, стали основным продуктом во всей строительной отрасли и на всех этапах процесса.
Его технологическое влияние изменило правила игры в отрасли — строительство превратилось в технологическую работу.
Эрик Цилвик (Eric Cylwik) — старший виртуальный инженер-строитель в Sundt Construction, генеральном подрядчике полного цикла, который является одной из крупнейших строительных компаний в США.
Cylwik специализируется на виртуальном строительстве и на протяжении всей своей карьеры занимается 3D-моделированием строительных конструкций.В своей должности в Sundt Construction он поддерживает людей в строительном бизнесе, определяя, как технологии могут обеспечить предсказуемость, скорость и качество их работы. Он также следит за тем, чтобы технология работала правильно.
Cylwik начал использовать САПР еще во времена учебы в Университете штата Аризона, где он специализировался в области дизайна. «Это был первый инструмент, который я использовал при создании 3D-последовательностей и анимации», — сказал он.
Возможность визуализировать что-либо в 3D дает команде дизайнеров и строителей представление о том, как должен выглядеть законченный проект.
Сегодня Cylwik регулярно использует «множество различных инструментов, связанных с САПР». С их помощью он может разработать точные модели того, что еще предстоит разработать. Он разрабатывает способы передачи файлов между ключевыми игроками и создания окончательной модели замысла проекта.
«Возможность визуализировать что-либо в 3D дает команде дизайнеров и строителей представление о том, как должен выглядеть законченный проект», — сказал Цилвик.
Когда Цилвик работал в транспортной группе Сундта, он использовал данные САПР для определения высоты дорог, мостов и т. Д.Команда подключила CAD к оборудованию в полевых условиях, чтобы гарантировать, что оборудование выполняет задачи в соответствии со спецификациями. «Традиционно это было трудозатратно, но это [CAD] полностью меняет процесс. Это экономия времени; это повышает безопасность и снижает затраты ».
Есть много доступных предложений САПР, которые могут быть особенно полезны строителям. Ниже приведены некоторые из лучших программ САПР для строительной отрасли.
Лучшее доступное программное обеспечение САПРCAD Civil 3D используется для планирования, проектирования и управления проектами гражданского строительства.Проекты можно разделить на «три основные категории проектов по освоению земель, водным ресурсам и транспорту; и может включать застройку территории, дорожное строительство, развитие рек, строительство портов, каналов, плотин, набережных и многое другое. … [Он] используется для создания трехмерных (3D) моделей земли, воды или транспортных объектов с сохранением динамических связей с исходными данными, такими как объекты профилирования, структурные линии, контуры и коридоры ».
CAD Plant 3D предлагает современные решения 3D-дизайна для проектировщиков и инженеров предприятий.Программа помогает упростить моделирование компонентов установки, включая трубопроводы и опорные конструкции. Программное обеспечение предлагает ряд инструментов для решения типичных задач проектирования завода и технологического процесса, таких как стандартизация и настройка деталей для конкретного проекта. Это также повышает точность, а также увеличивает производительность проектирования и проектирования, поскольку при построении модели решаются типичные проблемы.
CATIA — это облачное программное обеспечение для проектирования, которое используется для физического моделирования и используется во многих отраслях промышленности.В строительстве облегчает проектирование построек. Программное обеспечение также рассматривается как первоклассный инструмент для обработки поверхностей (разработки формы объекта). Более того, CATIA поддерживает несколько этапов проектирования продукта и помогает в проектировании различных систем, таких как электронная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Технология и ее дочерние продукты стали незаменимыми для строительных проектов любого типа и на всех этапах.
SkyCiv Structural 3D — это облачная программа для проектирования конструкций, предназначенная для инженеров-строителей.Полностью интерактивная программа позволяет пользователям моделировать, анализировать и проектировать широкий спектр конструкций. Инженеры могут анализировать множество проблем, таких как изгиб, напряжение и изгиб. Благодаря функциональности модели интеллектуального ремонта программа помогает пользователям выявлять и устранять проблемы.
SolidWorks Premium, программа, работающая в Microsoft Windows, обладает мощными возможностями трехмерного проектирования. По общему признанию, его можно использовать для создания 2D-проектов, но именно инструменты, связанные с 3D, делают его настолько ценным для инженеров-механиков и дизайнеров.SolidWorks «объединяет мощные инструменты проектирования, включая ведущие в отрасли возможности создания деталей, сборок и чертежей со встроенными функциями моделирования, рендеринга, анимации, управления данными о продукте и оценки затрат». Программа позволяет пользователям создавать 3D-модель из 2D-плоскости и наоборот.
CAD прошел долгий путь с тех пор, как Ханратти, Сазерленд и другие изобрели и улучшили его. Технология и ее побочные продукты стали обязательными для строительных проектов любого типа и на всех этапах.Это повышает точность, улучшает коммуникацию, ускоряет процесс строительства и снижает затраты.
Если вам понравилась эта статья, вот несколько электронных книг , вебинаров и тематических исследований вам может понравиться:
Поддерживайте актуальность технологий
Исследование строительства Frampton
Технологии в поле
Введение в САПР, основы, использование и типы программного обеспечения САПР.
CAD (Computer Aided Design) — это использование компьютерного программного обеспечения для проектирования и документировать процесс разработки продукта.
В инженерном чертеже используются графические символы, такие как точки, линии, кривые, плоскости и формы. По сути, он дает подробное описание любого компонента в графическая форма.
Фон
Технические чертежи используются более 2000 лет. Однако использование ортогональных проекций формально было введено Французский математик Гаспар Монж в восемнадцатом веке.
С тех пор, как визуальные объекты вышли за пределы языков, инженерные чертежи с годами эволюционировали и стали популярными. Хотя раньше инженерные чертежи делались вручную, исследования показали, что инженерные проекты довольно сложны. Решение многих инженерных проблем требует сочетания организации, анализа, принципов решения проблем и графического представления проблемы. Объекты в инженерии представлены техническим чертежом (также называемым чертежом), который представляет проекты и спецификации физического объекта и взаимосвязей данных.Поскольку технический чертеж точен и ясно передает всю информацию об объекте, он должен быть точным. Здесь на первый план выходит САПР.
CAD обозначает компьютер C A ided D esign. САПР используется для проектирования, разработки и оптимизации продуктов. Несмотря на свою универсальность, САПР широко используется при проектировании инструментов и оборудования, необходимых в производственном процессе, а также в сфере строительства. САПР позволяет инженерам-конструкторам создавать макеты и разрабатывать свои работы на экране компьютера, распечатывать и сохранять их для будущего редактирования.
Когда САПР впервые был представлен, это не совсем экономичное предложение, потому что в то время машины были очень дорогими. Увеличивающаяся мощность компьютеров в конце двадцатого века, с появлением миникомпьютера, а затем и микропроцессора, позволила инженерам использовать файлы САПР, которые являются точным представлением размеров / свойств объекта.
Использование CAD
CAD используется для выполнения предварительного проектирования и макетов, деталей проектирования и расчетов, создания трехмерных моделей, создания и выпуска чертежей, а также взаимодействия с аналитическим, маркетинговым, производственным и конечным персоналом. .
CAD упрощает производственный процесс, передавая подробную информацию о продукте в автоматизированной форме, которая может быть интерпретирована обученным персоналом. Его можно использовать для создания как двухмерных, так и трехмерных диаграмм. Использование программных средств САПР позволяет рассматривать объект под любым углом, даже если смотреть изнутри наружу. Одним из основных преимуществ чертежа САПР является то, что редактирование — это быстрый процесс по сравнению с ручным методом. Помимо детального проектирования 2D или 3D моделей, САПР широко используется от концептуального проектирования и компоновки продуктов до определения производства компонентов.CAD сокращает время проектирования, позволяя выполнять точное моделирование, а не создавать и тестировать физические прототипы. Интеграция CAD с CAM (автоматизированное производство) еще больше упрощает разработку продукта.
CAD в настоящее время широко используется для промышленных товаров, анимационных фильмов и других приложений. Для печати профессиональных дизайнерских изображений обычно требуется специальный принтер или плоттер. Программы САПР используют либо векторную графику, либо растровую графику, которая показывает, как будет выглядеть объект.
Программное обеспечение САПР позволяет
- Эффективность качества проектирования
- Повышение производительности труда инженера
- Улучшение ведения документации за счет улучшения документации и коммуникации
Сегодня использование САПР проникло почти во все отрасли. САПР используется во всех отраслях промышленности, от авиакосмической промышленности, электроники до производства. Поскольку САПР поощряет творческий подход и повышает производительность, он становится все более полезным в качестве важного инструмента для визуализации перед фактическим внедрением производственного процесса.Это также одна из причин, по которой обучение САПР приобретает все большее значение.
Типы программного обеспечения САПР
С момента своего появления в конце 1960-х годов программное обеспечение САПР улучшилось на семимильными шагами. Широкая классификация в CAD составляет:
- 2D CAD
- 3D CAD
- 3D каркасное моделирование и моделирование поверхностей
- Solid Modeling
Все больше и больше компаний (если не все) обращаются к CAD / CAE / CAM для достижения эффективности, точности и сокращения времени на выполнение работ. На рынке продуктов растет спрос на программное обеспечение САПР.Лидерами отрасли в этой области являются AutoCAD, Dassault Systems и Altair.
Вы также можете прочитать:
Что такое автоматизированное проектирование (САПР)?
Что означает автоматизированное проектирование (САПР)?
Компьютерное проектирование или САПР предполагает использование компьютеров для помощи в проектировании и проектировании для широкого круга проектов в различных отраслях промышленности. Это было важно в прикладной информатике на протяжении десятилетий.
Обработка металлов, столярные изделия и 3D-печать — вот некоторые распространенные приложения САПР, которые имеют большое значение в производстве.
Другой тип процесса, похожий на CAD, называется компьютерным геометрическим проектированием (CAGD). Однако в процессах CAGD информатика фокусируется конкретно на создании геометрических фигур, которые часто используются в таких приложениях, как анимация и графический дизайн, и, возможно, реже используются в 3D-производстве.
CAD также известен как автоматизированное проектирование и черчение (CADD).
Techopedia объясняет систему автоматизированного проектирования (CAD)
Сегодня многие производственные процессы автоматизируются с помощью роботов и программного обеспечения.Компьютерное проектирование — неотъемлемая часть этого процесса. Как движущая сила усовершенствованного производства, инструменты САПР с годами изменились, и вместе с ними изменились передовые методы и стандарты.
Эпоха AutoCAD
Один из самых первых основных инструментов автоматизированного проектирования был разработан за последние несколько десятилетий. Он называется AutoCAD.
AutoCAD стал чрезвычайно популярным во всех видах черчения, конструирования и проектирования, от фуганок и стропил в плотницких работах до резки пластмасс или других материалов для изготовления нестандартных деталей.Крупные и малые предприятия интегрируют AutoCAD и его возможности в свои бизнес-процессы с момента его выпуска в 1982 году.
Одной из самых больших утилит AutoCAD является его простота использования. Во многих случаях AutoCAD легко интегрировать в традиционные среды без операционной системы. Преподаватели и студенты часто называют AutoCAD простым в освоении, и это был отличный и ценный навык для людей, выполняющих различные виды промышленных работ и ролей.
Однако одной из причин, по которой люди ищут альтернативы AutoCAD, является его структура затрат.Различные инструменты, такие как TinkerCAD и FreeCAD, предоставляют некоторую функциональность для ориентированных на деньги пользователей, но в целом пользователь может платить слишком много за лицензию поставщика.
Эксперты отмечают, что по сравнению со стоимостью первого оборудования для запуска AutoCAD само программное обеспечение было не таким уж дорогим, а подписка, как правило, стоит сотни долларов, что не обойдется для более крупной фирмы.
Однако пользователям малого бизнеса может быть сложно оплатить затраты на AutoCAD.Эксперты также отмечают, что возможности процессов AutoCAD обычно экономят компаниям гораздо больше денег, чем они тратят на лицензирование.
По мере развития систем автоматизированного проектирования росло количество инструментов. Теперь, помимо AutoCAD, бизнес-пользователи могут выбирать из множества инструментов, ориентированных на конкретного производителя. Например, современные электронные фрезерные станки с ЧПУ или деревообрабатывающие станки проложили путь к большей специализации и расширению возможностей в деревообрабатывающих цехах, от краснодеревщиков до производителей специализированных коммерческих продуктов.Стрела с ЧПУ современного станка с ЧПУ оснащена различными сверлами и инструментами, чтобы можно было очень детально строгать и работать с деревом. Уровни программного обеспечения, некоторые из которых имеют открытый исходный код, используются для управления процессом проектирования и реализации.
CAD всегда является очень ценной частью современного производства и производственных процессов.
Компьютерное проектирование (CAD) и автоматизированное производство (CAM)
Компьютерное проектирование (CAD) включает создание компьютерных моделей, определяемых геометрическими параметрами.Эти модели обычно появляются на мониторе компьютера как трехмерное представление детали или системы деталей, которые можно легко изменить, изменив соответствующие параметры. Системы CAD позволяют дизайнерам просматривать объекты в самых разных представлениях и тестировать эти объекты, моделируя реальные условия.
Компьютерное производство (CAM) использует геометрические проектные данные для управления автоматизированным оборудованием. Системы CAM связаны с системами числового программного управления (ЧПУ) или прямого числового управления (DNC).Эти системы отличаются от старых форм числового управления (ЧПУ) тем, что геометрические данные кодируются механически. Поскольку и CAD, и CAM используют компьютерные методы для кодирования геометрических данных, процессы проектирования и производства могут быть высоко интегрированы. Системы автоматизированного проектирования и производства обычно называют CAD / CAM.
ИСТОКИ CAD / CAM
CAD возник из трех отдельных источников, которые также служат для выделения основных операций, которые обеспечивают системы CAD.Первый источник САПР появился в результате попыток автоматизировать процесс черчения. Эти разработки были впервые предложены исследовательскими лабораториями General Motors в начале 1960-х годов. Одним из важных преимуществ компьютерного моделирования по сравнению с традиционными методами черчения в экономии времени является то, что первые можно быстро исправить или изменить, изменив параметры модели. Второй источник САПР — это тестирование проектов с помощью моделирования. Использование компьютерного моделирования для тестирования продуктов было впервые использовано в таких высокотехнологичных отраслях, как аэрокосмическая промышленность и производство полупроводников.Третий источник развития САПР явился результатом усилий по облегчению перехода от процесса проектирования к производственному процессу с использованием технологий числового управления (ЧПУ), которые к середине 1960-х годов широко использовались во многих приложениях. Именно этот источник привел к увязке CAD и CAM. Одна из наиболее важных тенденций в технологиях CAD / CAM — это все более тесная интеграция между этапами проектирования и производства производственных процессов на основе CAD / CAM.
Развитие CAD и CAM и, в частности, связь между ними преодолели традиционные недостатки ЧПУ в стоимости, простоте использования и скорости, позволив проектировать и производить детали с использованием одной и той же системы кодирования геометрических данных.Это нововведение значительно сократило период между проектированием и производством и значительно расширило объем производственных процессов, для которых можно было экономично использовать автоматизированное оборудование. Не менее важно, что CAD / CAM предоставил проектировщику гораздо более прямой контроль над производственным процессом, создавая возможность полностью интегрировать процессы проектирования и производства.
Быстрый рост использования технологий CAD / CAM после начала 1970-х годов стал возможен благодаря развитию массового производства кремниевых чипов и микропроцессоров, что привело к появлению более доступных компьютеров.Поскольку цена компьютеров продолжала снижаться, а их вычислительная мощность увеличивалась, использование CAD / CAM расширилось от крупных фирм, использующих методы крупномасштабного массового производства, до фирм всех размеров. Также расширился объем операций, в которых применялся CAD / CAM. В дополнение к формованию деталей с помощью традиционных процессов станков, таких как штамповка, сверление, фрезерование и шлифование, CAD / CAM стали использовать фирмы, занимающиеся производством бытовой электроники, электронных компонентов, формованных пластиков и множества других продуктов. .Компьютеры также используются для управления рядом производственных процессов (таких как химическая обработка), которые строго не определены как CAM, поскольку данные управления не основаны на геометрических параметрах.
Используя CAD, можно моделировать в трех измерениях движение детали в производственном процессе. Этот процесс может моделировать скорости подачи, углы и скорости станков, положение зажимов, удерживающих детали, а также диапазон и другие ограничения, ограничивающие работу станка.Постоянное развитие моделирования различных производственных процессов является одним из ключевых средств, с помощью которых системы CAD и CAM становятся все более интегрированными. Системы CAD / CAM также облегчают общение между теми, кто участвует в проектировании, производстве и других процессах. Это особенно важно, когда одна фирма заключает контракт с другой на разработку или производство компонента.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Моделирование с помощью систем CAD предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами черчения, в которых используются линейки, квадраты и циркуль.Например, дизайн можно изменять без стирания и перерисовки. Системы CAD также предлагают функции «масштабирования», аналогичные объективу камеры, с помощью которого дизайнер может увеличивать определенные элементы модели для облегчения проверки. Компьютерные модели обычно трехмерны и могут вращаться по любой оси, так же, как можно вращать настоящую трехмерную модель в руке, что позволяет дизайнеру получить более полное представление об объекте. Системы CAD также позволяют моделировать чертежи в разрезе, в которых раскрывается внутренняя форма детали, и иллюстрировать пространственные отношения между системой деталей.
Для понимания САПР полезно также понять, чего САПР не может. В САПР нет средств для понимания концепций реального мира, таких как природа проектируемого объекта или функция, которую этот объект будет выполнять. Системы CAD функционируют благодаря своей способности кодифицировать геометрические концепции. Таким образом, процесс проектирования с использованием САПР включает перевод дизайнерской идеи в формальную геометрическую модель. Усилия по разработке компьютерного «искусственного интеллекта» (ИИ) пока не преуспели в том, чтобы выйти за рамки механического, представленного геометрическим (основанным на правилах) моделированием.
Другие ограничения САПР устраняются в рамках исследований и разработок в области экспертных систем. Это поле получено в результате исследований, проведенных в области ИИ. Один из примеров экспертной системы включает включение информации о природе материалов — их весе, прочности на разрыв, гибкости и т. Д. — в программное обеспечение САПР. Включая эту и другую информацию, система CAD могла бы «знать» то, что знает эксперт-инженер, когда этот инженер создает проект. Затем система могла бы имитировать образ мыслей инженера и фактически «создавать» больше дизайна.Экспертные системы могут включать реализацию более абстрактных принципов, таких как природа силы тяжести и трения, или функция и соотношение часто используемых частей, таких как рычаги или гайки и болты. Экспертные системы также могут изменить способ хранения и извлечения данных в системах CAD / CAM, заменив иерархическую систему той, которая предлагает большую гибкость. Однако все такие футуристические концепции во многом зависят от нашей способности анализировать процессы принятия решений людьми и, если возможно, переводить их в механические эквиваленты.
Одним из ключевых направлений развития технологий САПР является моделирование производительности. Среди наиболее распространенных типов моделирования — тестирование реакции на нагрузку и моделирование процесса, с помощью которого может быть изготовлена деталь, или динамических отношений между системой деталей. В стресс-тестах поверхности модели отображаются сеткой или сеткой, которые искажаются, когда деталь подвергается моделированию физического или термического напряжения. Динамические тесты служат дополнением или заменой для создания рабочих прототипов.Легкость, с которой могут быть изменены спецификации детали, способствует развитию оптимальной динамической эффективности, как в отношении функционирования системы деталей, так и производства любой данной детали. Моделирование также используется в автоматизации проектирования электроники, при которой моделирование протекания тока через цепь позволяет проводить быстрое тестирование различных конфигураций компонентов.
Процессы проектирования и производства в некотором смысле концептуально разделены. Тем не менее, процесс проектирования должен осуществляться с пониманием природы производственного процесса.Например, проектировщику необходимо знать свойства материалов, из которых может быть изготовлена деталь, различные методы, с помощью которых деталь может быть сформирована, а также масштаб производства, который является экономически целесообразным. Концептуальное совпадение между дизайном и производством наводит на мысль о потенциальных преимуществах CAD и CAM и о причине, по которой они обычно рассматриваются вместе как система.
Последние технические разработки существенно повлияли на полезность систем CAD / CAM.Например, постоянно увеличивающаяся вычислительная мощность персональных компьютеров делает их жизнеспособными в качестве средства для приложений CAD / CAM. Другой важной тенденцией является создание единого стандарта CAD-CAM, чтобы можно было обмениваться разными пакетами данных без задержек в производстве и доставке, ненужных изменений конструкции и других проблем, которые продолжают мешать некоторым инициативам CAD-CAM. Наконец, программное обеспечение CAD-CAM продолжает развиваться в таких областях, как визуальное представление и интеграция приложений моделирования и тестирования.
КОРПУС ДЛЯ CAS И CAS / CAM
Концептуально и функционально параллельным развитием CAD / CAM является CAS или CASE, компьютерная разработка программного обеспечения. Как определено SearchSMB.com в статье «CASE», «CASE ‘¦ — это использование компьютерного метода для организации и контроля разработки программного обеспечения, особенно в больших и сложных проектах с участием многих компонентов программного обеспечения и людей». История CASE восходит к 1970-м годам, когда компьютерные компании начали применять концепции из опыта CAD / CAM, чтобы внести больше дисциплины в процесс разработки программного обеспечения.
Еще одно сокращение, вызванное повсеместным присутствием CAD / CAM в производственном секторе, — CAS / CAM. Эта фраза означает программное обеспечение для автоматизированных продаж / компьютерного маркетинга. В случае CASE, а также CAS / CAM, ядром таких технологий является интеграция рабочих процессов и применение проверенных правил к повторяющемуся процессу.
БИБЛИОГРАФИЯ
Эймс, Бенджамин Б. «Как CAD делает все просто». Новости дизайна . 19 июня 2000г.
«Программа САПР работает с символами из CADDetails.com. « Product News Network . 11 января 2006 г.
«ДЕЛО». SearchSMB.com. Доступно по адресу http://searchsmb.techtarget.com/sDefinition/0,sid44_gci213838,00.html. Проверено 27 января 2006 г.
Кристман, Алан. «Технологические тенденции в программном обеспечении CAM». Современный механический цех . Декабрь 2005 г.
Леондес, Корнелиус, изд. «Компьютерное проектирование, проектирование и производство». Vol. 5 из Дизайн производственных систем . CRC Press, 2001.
«Что ты имеешь в виду?» Машиностроение-CIME . Ноябрь 2005 г.
Как САПР изменило процесс инженерного проектирования
В современную эпоху инженерам требуется ряд инструментов, чтобы быть эффективными в процессе проектирования. Сегодняшние технологии — от средств автоматизированного проектирования до 3D-принтеров и виртуальной реальности — только развивают то, что может сделать инженерное дело.
Давайте оглянемся на некоторую историю процесса инженерного проектирования, а также рассмотрим некоторые инструменты, которые позволяют современным инженерам эффективно выполнять свою работу.
Начало инженерного проектирования и проектирования
Многим инженерам молодого толка рисование планов вручную может показаться мифом, но в недалеком прошлом команды рабочих тратили недели на составление планов на будущее. простая часть.
Изучение истории инженерного проектирования и проектирования двусмысленно означает рассмотрение истории человека, истории создания вещей. Черчение и дизайн существуют с незапамятных времен. Самая ранняя зарегистрированная история инженерного черчения относится к 2000 году до нашей эры.C., из которых у нас есть окаменелый план вавилонского замка с высоты птичьего полета. С тех пор и с появлением бумаги инженерное проектирование стало практически аналогом. На протяжении большей части истории рисования это была форма искусства, доведенная до совершенства опытными дизайнерами и имеющая важное значение для инфраструктуры культуры. Довольно долгое время инженерия означала получение бумаги и рисование планов и чертежей вручную.
Современная эра инженерного черчения началась еще в 1963 году, когда человек по имени Иван Сазерленд изобрел небольшую программу под названием Sketchpad. Это была первая программа САПР с графическим интерфейсом — если ее можно так назвать — позволяющая пользователям создавать графики x-y. Ни в коем случае не инженеры того времени использовали эту программу ежедневно или даже вообще, но она положила начало тому, что сейчас является быстро развивающейся индустрией автоматизированного проектирования, сосредоточенной вокруг инженерного проектирования.
В 1960-х годах инженеры Boeing, Ford, Citroen, MIT и GM вложили значительные интеллектуальные и финансовые средства в программы CAD. Вероятно, это было очевидно для вовлеченных компаний, CAD возник как способ упростить автомобильные и аэрокосмические конструкции.Из-за значительной нехватки вычислительной мощности по сравнению с сегодняшними стандартами, раннее проектирование САПР требовало больших финансовых и инженерных возможностей.
Рождение AutoCAD и других технологий САПР
Однако, благодаря закону Мура и быстрому развитию электроники, возможности САПР в течение следующих полувека неуклонно расширялись. Прямо в середине этого растущего прогресса мир инженерии увидел основание Autodesk и выпуск «AutoCAD Release 1». По общему признанию, отдел маркетинга и нейминга был не так хорош, как сегодня.Во время выпуска AutoCAD был высмеян , а затем ведущими компаниями-разработчиками программного обеспечения САПР, но в инженерном сообществе он продолжал расти. В то время именно доступное компьютерное оборудование сдерживало программы САПР. Несмотря на огромные усилия технической области в начале 1980-х годов, только в конце 80-х и начале 90-х годов программное обеспечение САПР стало достаточно функциональным, чтобы быть практичным в инженерном проектировании.
После серьезной конкуренции со стороны конкурирующей фирмы, занимающейся проектированием САПР Parametric, Autodesk заняла лидирующую долю рынка САПР в 1992 году, оцененная тогда в 285 миллионов долларов .Однако программное обеспечение САПР того времени было не тем, что мы думаем сегодня, поскольку ведущие программы работали в 2D. Потребовался рыночный спрос на программное обеспечение 3D CAD, чтобы появиться в середине 1990-х годов. Благодаря программам, которые мы видим сегодня, его рост в конечном итоге вылился в текущий рынок САПР.
В индустрии компьютерного дизайна нет недостатка в способной конкуренции, которая выгодна инженерам. История дизайна и черчения — это история бумаги, которую быстро дополняет цифровая экспансия. Сегодняшние инженеры стали намного более способными, чем инженеры прошлого.Я, например, рад быть инженером в современную эпоху, и я уверен, что вы тоже.
Отойдя от корней процесса инженерного проектирования, мы увидим, как мы пришли к тому, на чем мы находимся сегодня. Использование инструментов САПР позволило нам, инженерам, с легкостью создавать реалистично выглядящие детали на экранах наших компьютеров. Одно из самых больших достижений инженеров САПР — это возможность визуализировать детали или сборки до их почти окончательного вида. Это помогает воплотить в жизнь процесс инженерного проектирования и даже немного отодвинуть его в будущее.
Понимание важности визуализации на основе САПР
Многие изображения продуктов, которые вы видите в рекламных брошюрах или в Интернете, вероятно, вовсе не являются изображениями, они представляют собой цифровые изображения сложных дизайнов.
В мире постоянного совершенствования процессов быстрого прототипирования и изготовления инженеру становится легче увидеть свой дизайн в реальности. На протяжении большей части истории инженеров и мастеров визуализация конструкции в ее самом полном смысле не происходила для других до тех пор, пока продукт не был собран — только инженер с идеей мог изначально визуализировать проект во всем его спектре.
Эта проблема ограниченного видения актуализации продукта в процессе проектирования была проблемой, которую всегда преодолевали с помощью набросков. В конце концов, наши навыки рисования улучшились и стали цифровыми, превратив даже наименее артистичного инженера в создателя . Когда CAD вышел на рынок, он был в лучшем случае элементарным. Даже с его недостатками, он вскоре перерос в точку, с которой могли не отставать любые техники рисования от руки. По мере увеличения мощности обработки изображений в 1990-х и начале 2000-х годов виртуальная визуализация продуктов стала более распространенной.
Рендеринг в начале
Проблема с рендерингом на протяжении большей части их жизни заключалась в том, что их нелегко сделать. Инструменты САПР и рендеринга часто были очень разными программами. Их возможности редко пересекались, и люди, которые работали над каждым из них, редко встречались. Инженер, который хотел разработать рендеринг, должен был отправить свой окончательный проект кому-то, возможно, немного более художественно настроенному и тому, кто был экспертом в соответствующем программном обеспечении для рендеринга.
Остановившись на мгновение, мы должны кое-что понять.Инженеры всегда разрабатывали продукты. Будь то новый театр для премьерной пьесы Шекспира в прошлые годы или новый телефон Samsung, инженеры проектируют вещи для других людей.
Это означает, что инженерное дело всегда требовало определенной формы маркетинга. Инженеры могут разработать продукт, который будет работать весь день, но если он не вызывает визуальной стимуляции, потребители не захотят его использовать.
Теперь по настоящему.
Современные инструменты рендеринга
Инструменты рендеринга теперь полностью интегрированы в программы CAD.Инженеры могут визуализировать готовый продукт до того, как проработаны какие-либо мелкие невидимые детали. Современные возможности САПР сделали процессы визуализации, проектирования и разработки практически синонимами. То, что раньше занимало у компании недели и огромные суммы денег, теперь может быть выполнено полностью собственными силами инженерами в штате. Хотя некоторые инженеры могут не ценить возможность дополнительной работы, она только дала нам больше возможностей для творчества и влияния.
Почти каждая компания, от крупной до мелкой, отдавала свои визуализации на аутсорсинг специализированным фирмам — так же, как многие компании до сих пор занимаются своим графическим дизайном.Помимо экономии средств компании и предоставления инженерам-проектировщикам большей власти, визуализация позволила сместить сроки разработки продукта в соответствии с быстро меняющейся потребительской культурой сегодняшнего дня.
Поскольку визуально точная и правдоподобная визуализация продуктов может быть произведена в начале процесса проектирования, маркетинговые группы могут свободно планировать выпуски, когда они хотят, а не только тогда, когда инженеры готовы. Для всех практических целей, как только дизайн завершен с визуальной точки зрения, компания может предоставить публике убедительные визуализации продукта — даже если ни один из более изысканных проектов не завершен.
Как инженеры в современном мире, мы должны понимать необходимость иметь возможность демонстрировать наши продукты визуально, как только они становятся доступными. Интеграция САПР и инструментов визуализации упростила одновременное проектирование и проектирование. Для большинства современных продуктов САПР визуализация автоматически обновляется при изменении дизайна в программном обеспечении САПР, что делает жизнь инженера еще проще.
Рендеринг станет только более важным для современного инженера. Понимание визуальных инструментов, доступных вам как инженеру, только сделает вас более ценными.
Все, что вам нужно знать о компьютерном проектировании (САПР)
Компьютерное проектирование (САПР) — это использование компьютерного программного обеспечения для облегчения создания, модификации и оптимизации детали или компиляции деталей. Использование программного обеспечения для облегчения проектирования деталей обеспечивает более высокую точность, более простые и точные итерации проектирования и исчерпывающую документацию для управления деталями и / или проектами (например, интеграция с традиционной спецификацией материалов или спецификацией).Есть ряд поставщиков, которые предоставляют программное обеспечение САПР. В Creative Mechanisms мы используем Solidworks. Некоторые из преимуществ САПР по сравнению с традиционным черчением и / или созданием трехмерных моделей включают следующее:
- CAD обеспечивает простую и точную автоматизацию и / или моделирование процессов (известное как автоматизация проектирования механических конструкций). Традиционно MDA было невозможно без предварительного создания физического прототипа каждой части системы, а затем его сборки для проверки работоспособности.Возможность цифрового моделирования и автоматизации прототипа до создания физической модели значительно повышает эффективность производственных процессов и снижает затраты.
- CAD позволяет осуществлять автоматизированное производство (CAM). Например, интеграция технологии CAD с станками с числовым программным управлением (ЧПУ) или процессами аддитивного производства (3D-принтеры), например Машины для моделирования наплавки (FDM).
- CAD учитывает свойства материалов и характеристики взаимодействия между различными материалами.
- CAD обеспечивает высокоточный анализ размеров и математическую масштабируемость с использованием технологии векторной графики (цифровые изображения на основе математических формул).
- CAD обеспечивает высокую точность допусков деталей (гораздо меньшая погрешность между деталями).
САПР для статического механического проектирования или автоматизации механического проектирования (MDA): Одним из огромных преимуществ программного обеспечения САПР является возможность автоматизировать трехмерные изображения и интегрировать различные части одного и того же продукта в тандеме друг с другом.
Изучите советы SolidWorks от профессионалов!
САПР для автоматизированного производства (ЧПУ и аддитивное производство): В Creative Mechanisms мы используем полностью интегрированный программно-аппаратный пакет, который связывает воедино наше программное обеспечение для автоматизированного проектирования (Solidworks) и наше тяжелое оборудование (два станка с ЧПУ с одним инструментом, один 16-инструментальный станок с ЧПУ и промышленный FDM-станок или «3D-принтер»). Преимущество полностью интегрированной системы заключается в том, что итерации дизайна могут выполняться почти мгновенно без головной боли, связанной с загрузкой и повторной загрузкой всего, когда вы хотите распечатать обновленную часть.Это небольшая вещь, которая имеет большое значение, когда речь идет о быстром создании прототипов.
CAD для производства (автоматизация литьевых форм): Когда дело доходит до массового производства, не так много технологий, которые конкурируют с литьем под давлением. Одной из наиболее важных вещей, которые необходимо проанализировать при проектировании производства пресс-форм для литья под давлением, являются особенности потока пресс-формы (способ, которым расплавленный пластик проходит через инструмент для литья под давлением до того, как затвердеет в форму вашей детали).Мы используем пластмассы Solidworks, чтобы оптимизировать наши конструкции для производства. Надлежащая диагностика с использованием правильных программных инструментов и опыта проектирования поможет вам свести к минимуму дефекты и максимизировать окупаемость инвестиций.
Хотите узнать об истории автоматизированного проектирования? Прочтите здесь.
Как инженеры используют автоматизированное проектирование
С момента появления САПР при проектировании, когда раньше использовались ручка и бумага, теперь используются компьютеры.Программное обеспечение САПР заменяет традиционную чертежную доску и делает процессы проектирования более быстрыми и интеллектуальными, чем когда-либо прежде. CAD — это особенность каждой отрасли, производящей материальный продукт, от моды до архитектуры. Независимо от того, для чего вы его используете, САПР помогает нам исследовать идеи, визуализировать концепции, моделировать проекты и создавать их.
В этой статье мы рассмотрим, как машиностроительная отрасль и ее дочерние дисциплины используют САПР. Мы даже кратко рассмотрим примеры программного обеспечения САПР, используемого в отрасли.
Computer Aided Design имеет богатую историю, уходящую корнями в более чем 50 лет назад. Когда в 1970-х годах программное обеспечение начало набирать обороты, оно было преимущественно проприетарным инструментом для тяжелой промышленности. Однако к 1980-м годам коммерческие системы CAD начали появляться в машиностроительной отрасли, включая аэрокосмическую, судостроительную и автомобильную отрасли.
Выпуск программных средств параметрического моделирования, таких как Pro / ENGINEER , открыл совершенно новый способ проектирования и проектирования.Эти программы дали инженерам возможность устанавливать четкие параметры, функции и взаимосвязи. В частности, специалисты по параметрическому моделированию сыграли решающую роль в развитии машиностроительной отрасли. Например, компания Boeing использовала программу параметрического моделирования CATIA для проектирования и проектирования нового самолета 777 в 1988 году.
Проще говоря,CAD был революционным в машиностроении. Он начал объединять роли чертежников, дизайнеров и инженеров. Фактически, если вы спросите людей сегодня, в чем разница между этими тремя ролями, вы обнаружите некоторое совпадение — вы можете увидеть это в карьере в AutoCAD.
Взгляните ниже, чтобы увидеть, как САПР работает в машиностроительной отрасли.
Дизайн
Система автоматизированного проектирования используется в машиностроении для производства моделей , спецификаций и моделей для механических компонентов или систем. Инженеры могут использовать это программное обеспечение на протяжении всего процесса проектирования — от этапов разработки концепции до анализа прочности и методов производства компонентов.
CAD обеспечивает качество, точность и точность, необходимые для проектирования и производства. Весь производственный процесс можно ускорить с помощью САПР. Инженерам больше не нужно перерисовывать чертежи или проекты, когда им нужно внести изменения. Вместо этого они могут повторно использовать элементы из предыдущих дизайнов и изолировать, анализировать и перепроектировать отдельные компоненты.
МоделированиеCAD не только помогает инженерам создавать проекты, но и дает им возможность полностью анализировать свои проекты с помощью моделирования.Инженеры могут измерить уровня напряжения, , смоделировать поток жидкости и рассчитать допуски своей конструкции. По сути, они могут определить сильные и слабые стороны своих проектов без необходимости их изготовления.
Программное обеспечениеCAD выявляет недостатки и устраняет проблемы, которые в противном случае инженеры обнаружили бы только после производства. Кроме того, он также может моделировать работу прототипа в определенных средах, включая экстремальные, которые было бы трудно воспроизвести в реальном мире.Пакеты САПР используют приложения CAE для помощи в задачах инженерного анализа.
CAEТакие программы, как SolidWorks, поставляются с анализом методом конечных элементов
За прошедшие годы программы САПР успели развиться в соответствии с потребностями конкретных отраслей. Приложения САПР теперь поставляются с возможностями визуализации и другими инструментами, которые представляют собой интегрированные модули или автономные продукты — пример CAE.
Инструменты автоматизированного проектирования используются для анализа производительности компонентов и узлов.CAE включает моделирование, проверку и оптимизацию продуктов и производственных инструментов. Конкретные инструменты включают:
- Анализ методом конечных элементов : анализ напряжений в компонентах и узлах.
- Computational Fluid Dynamics : анализ тепловых потоков и потоков жидкости.
- Multibody Dynamics : динамическое поведение взаимосвязанных тел.
Возможности, которыми теперь обладают инженеры благодаря САПР и CAE, привели к тому, что большая часть проверки проекта была выполнена с использованием компьютерного моделирования, а не путем тестирования физических прототипов.Исследование мировых тенденций в области САПР, проведенное в 2016 году, показало, что в ближайшие 3-5 лет ожидается рост использования CAE до 43%. Исследование также показало, что работники обрабатывающей промышленности, как правило, используют его больше всего для оптимизации конструкции, проверки конструкции и прогнозирования характеристик продукта.
Легко понять, почему машиностроительная промышленность приняла САПР. С помощью программного обеспечения САПР инженеры получают доступ к сотням невероятных возможностей. Взгляните на некоторые из преимуществ ниже…
- Больше точности и контроля .Теперь инженеры могут анализировать и измерять каждый компонент своих проектов. САПР делает процесс проектирования более интуитивным и эффективным.
- Более быстрое выполнение проекта . До появления САПР инженерам приходилось перерисовывать свои проекты каждый раз, когда обнаруживалась ошибка или недостаток. Как вы понимаете, это удлинит процесс проектирования. Напротив, программное обеспечение САПР позволяет инженерам быстро вносить изменения.
- Экономическая эффективность . Инженерам больше не нужно создавать физический прототип на каждом этапе процесса проектирования.Они могут внести изменения в свой прототип САПР, а затем сразу приступить к производству после того, как он будет рассмотрен. Следовательно, инженеры могут рассчитывать на более низкие затраты и более короткие сроки завершения проектирования.
- Лучшая документация и сотрудничество . Каждый этап процесса проектирования может быть хорошо задокументирован с помощью САПР. Это предотвращает повреждение или потерю дизайна с течением времени. Инженеры могут сохранить эти проекты и отправить их коллегам-инженерам для совместной работы или клиентам для проверки.
Инженерное дело — обширная область, охватывающая ряд более специализированных дисциплин и субдисциплин. Есть четыре основных филиала: химическая , электротехническая , гражданская и машиностроительная . Конечно, существуют суб-дисциплины, которые предлагают специализированные знания и навыки в определенной области. Например, автомобильная инженерия — это отрасль машиностроения, в большей степени ориентированная на проектирование и испытания транспортных средств.
Химическая промышленностьИсточник изображения: endless3d
Инженеры-химики разрабатывают крупномасштабные процессы , которые превращают химические вещества, сырье и энергию в полезный продукт. Эта отрасль инженерии включает в себя управление производственными процессами и условиями для обеспечения оптимальной работы завода. Проектирование химической инженерии касается создания планов, спецификаций и анализов для новых заводов или модификаций завода.
программ САПР можно использовать для проектирования и анализа процессов — e.грамм. для определения типов оборудования и способов их подключения. Инженеры также могут использовать свои знания и САПР для выбора оптимальных методов производства и оборудования завода, чтобы минимизировать затраты и максимизировать безопасность и рентабельность.
Поддисциплины включают :
- Разработка процесса: разработка процессов для желаемого физического / химического преобразования материалов.
- Разработка химических реакций: включает оптимизацию химических реакций для определения наилучшей конструкции реактора.
- Управление процессами: имеет дело с архитектурами, механизмами и алгоритмами для поддержания результатов конкретного процесса.
- Разработка процессов: используется для проектирования, анализа и оптимизации технических процессов, таких как химические заводы и электростанции.
Гражданское строительство
Источник изображения: Autodesk
Инженеры-строители проектируют и строят общественные и частные объекты , такие как инфраструктура, мосты, плотины и здания.На их проекты могут уйти годы и миллионы долларов — они также имеют огромное влияние на жизни людей. Поэтому очень важно, чтобы эти проекты проходили успешно, начиная с этапа проектирования.
Трехмерные модели местности могут быть созданы в САПР с учетом существующей топографии, геологических данных и инженерных сетей. Они позволяют инженеру проектировать и перепроектировать здание столько раз, сколько им необходимо для получения идеального результата. Инженеры-строители могут использовать САПР для учета тысяч факторов, таких как стоимость, местность и требуемые часы.
Поддисциплины включают :
- Материаловедение и инженерия: изучает фундаментальные характеристики материалов, включая керамику, прочные металлы и термореактивные полимеры.
- Строительное проектирование: включает планирование и выполнение, транспортировку материалов, экологическое, структурное и геотехническое проектирование.
- Экологическая инженерия: решает вопросы энергосбережения, производственных активов и контроля за отходами от деятельности человека и животных.
- Геотехническая инженерия: занимается инженерным поведением грунтовых материалов — они используют принципы механики грунта и горных пород для исследования подземных условий и материалов.
Электротехника
Источник изображения: Lynda
Инженеры-электрики проектируют, разрабатывают и испытывают производство электрического оборудования . САПР позволяет этим инженерам создавать электрические и электронные схемы, схемы цепей управления, схемы и документацию.
CAD обычно поставляется с библиотеками деталей и символов, которые позволяют инженерам-электрикам автоматизировать задачи проектирования и создавать отчеты о спецификациях материалов (BOM). Можно создавать электрические схемы в зависимости от типа материала провода, температуры и максимального падения напряжения. САПР, безусловно, повышает производительность инженеров-электриков, поскольку они могут создавать схемы по умолчанию и повторно использовать их позже.
Поддисциплины включают :
- Электроника: включает в себя разработку и тестирование электронных схем, которые используют свойства компонентов, таких как резисторы, для достижения определенной функциональности.
- Микроэлектроника: занимается проектированием и микропроизводством небольших компонентов электронных схем для использования в интегральных схемах или в качестве обычных электронных компонентов.
- Телекоммуникации: стремится поддерживать и улучшать телекоммуникационные системы. Он включает в себя что угодно, от схемотехники до стратегических массовых разработок.
- Компьютеры: занимается проектированием компьютеров и компьютерных систем. Это может быть конструкция КПК, планшетов, суперкомпьютеров или компьютеров, управляющих промышленными предприятиями.
Машиностроение
Источник изображения: sabeercad
Инженеры-механики занимаются усовершенствованием и модификацией механических компонентов и систем . Они исследуют, проектируют, разрабатывают и испытывают механические устройства. Кроме того, они исследуют дизайн и дают рекомендации, основанные на отраслевых стандартах и нормах.
CAD пригодится, поскольку инженеры могут проектировать компоненты и сборки в соответствии со своими строгими техническими характеристиками.Некоторые программы САПР также могут автоматически создавать ведомость материалов (BOM) для конкретного проекта на основе библиотеки компонентов. Инженеры-механики также могут использовать моделирование для тестирования всего, от нагрузки до измерения вибрации, чтобы получить идеальный результат без необходимости создавать и изменять реальные прототипы.
Поддисциплины включают :
- Мехатроника: сочетание механики и электроники, которое связано с интеграцией электротехники и машиностроения для создания гибридных систем.
- Структурный анализ: касается воздействия физических нагрузок на физические конструкции и их компоненты.
- Механика: изучение сил и их воздействия на материю. Он может включать анализ и прогнозирование ускорения и деформации объектов под действием известных сил или напряжений.
- Термодинамика: занимается изучением энергии, ее использования и преобразования через систему, например тепло и температура и их отношение к энергии и работе.
В завершение мы составили небольшой список лучших программ САПР, используемых в машиностроении.Список в основном ориентирован на разработчиков механического проектирования и параметрического моделирования.
Fusion 360 Fusion 360 был первым предприятием Autodesk в области облачных САПР. Программное обеспечение является «первым в своем роде инструментом 3D CAD , CAM и CAE ». Он предоставляет параметрические инструменты, которые позволяют дизайнерам редактировать компоненты по мере изменения их спецификаций. Это также дает пользователям возможность тестировать подгонку и движение, выполнять моделирование и создавать фотореалистичные визуализации. CATIA CATIA была разработана Dassault Systèmes и поддерживает CAD , CAM и CAE . Его часто называют программным пакетом 3D PLM (Product Lifecycle Management). CATIA широко используется в машиностроении, в частности, в таких секторах, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность, где требуется обширное моделирование поверхностей. SolidWorks SolidWorks — это программа твердотельного моделирования CAD и CAE , которая также была разработана Dassault Systèmes.Это был первый серьезный инструмент для создания 3D-моделей для Windows в 1995 году. Инженеры могут использовать его для создания автоматически генерируемых 2D-чертежей и расширенных 3D-моделей с использованием параметрического подхода, основанного на элементах. Пользователи также могут выполнять анализ и моделирование, включая анализ методом конечных элементов. Creo Elements / Pro Ранее известный как Pro / ENGINEER, Creo был разработан PTC. Это было первое крупное программное обеспечение САПР для механических систем, которое принесло в мир САПР модели с параметрическим 3D-моделированием , основанные на параметрах.Программное обеспечение поставляется с полностью интегрированными решениями CAD , CAM и CAE . Эти решения позволяют пользователям разрабатывать все, от концепции до производства в рамках одного приложения. Autodesk Inventor Еще один популярный продукт Autodesk, Inventor — это программное обеспечение 3D CAD , которое предлагает инструменты для трехмерного механического проектирования, документации и моделирования изделий. Он позволяет пользователям создавать точные 3D-модели для помощи в проектировании, визуализации и моделировании продуктов до их создания.Инструменты моделирования позволяют пользователям вводить такие факторы, как движущие нагрузки и нагрузки трения, чтобы проверить, как их продукт будет работать в реальных условиях. .