CAD-системы: что это такое, определение КАД-технологии и какие задачи решает

29 февраля 9 минут на прочтение 973
Почепский Олег
Автор статьи
Почепский Олег
Бизнес-аналитик направления маркировки

CAD (расшифровка аббревиатуры означает computer aided design) — это система автоматизированного проектирования, существенно облегчающая труд инженера. Платформы такого типа используются для решения задач, связанных с определением компонентов, архитектур, интерфейсов и других характеристик конструкций и оборудования. С их помощью специалисты оптимизируют расчеты, контролируют действия управляющего софта, организуют геометрическое моделирование и выполняют иные сложные работы.

КАД применяют для взаимодействия с технологической или конструкторской документацией, формируемой при возведении зданий и производстве изделий. Первые структуры подобного формата появились еще в 70-х годах прошлого столетия. Тогда они носили чертежно-ориентированный характер и не отличались особым функционалом. Сегодня с помощью современных отраслевых решений специалисты могут придерживаться концепций полного электронного описания различных объектов.

разработчики

CAD-система — что это такое

За определением скрывается инженерный софт широкой специализации, используемый в целой серии областей и направлений. Программное обеспечение применяется для повышения эффективности труда специалистов, отвечающих за проектирование разных продуктов и детализацию процесса подготовки производств. Платформы позволяют:

  • сократить трудоемкость операций, связанных с проектными делами и планированием;
  • снизить сроки выполнения соответствующих мероприятий без потерь в плане качества результатов;
  • уменьшить затраты на эксплуатацию и себестоимость процедур возведения технологических цепочек;
  • повысить технико-экономический уровень проектов, составляемых сотрудниками предприятия;
  • убрать необходимость в натуральном моделировании и дорогостоящих испытаниях.

Связывать понятия КАД и САПР не совсем верно. Если следовать определениям и классификациям, представленным в ГОСТ 23501.108-85, второму термину эквивалентна аббревиатура CAE (от англ. computer-aided engineering), отражающая обобщенный процесс применения любых компьютерных технологий в инженерии.

программист работает

Зачем это нужно

CAD-системы решают задачи на основании загруженных данных, существенно минимизируя риск появления ошибок, связанных с человеческим фактором. Они же открывают доступ ко множеству инструментов автоматизации деятельности проектировщиков, конструкторов и представителей смежных профессий.

Предприятия, внедряющие проверенные временем и успевшие доказать эффективность пакеты формата КАД, могут рассчитывать:

  • на значительное сокращение сроков проектирования;
  • на снижение трудозатрат, касающихся планирования рутинных операций;
  • на повышение экономической целесообразности путем устранения издержек;
  • на увеличение общего качества выполнения работ.

В базу платформы можно загрузить как стороннюю информацию, так и документы, составленные на основе собственной экспертизы сотрудников фирмы. Таким образом, достигается своеобразная персонализация — структура начинает функционировать с учетом типов для компании задач, регламентов и государственных стандартов.

Готовые решения для всех направлений

Ускорьте работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Узнать больше

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Узнать больше

Обязательная маркировка товаров - это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя

Узнать больше

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Узнать больше

Повысьте точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Узнать больше

Повысьте эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Узнать больше

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Узнать больше

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Узнать больше

Получение статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов.

Узнать больше

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Узнать больше

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Узнать больше
Показать все решения по автоматизации

Целевое назначение технологий класса CAD-system

КАД-софт обладает свойством универсальности. Использовать его можно по-разному — как для устранения специфических проблем, так и для мероприятий общего характера. Соответствующие среды можно поделить на несколько категорий, в зависимости от того, с какими именно работами они должны справляться:

  • автоматизация проектирования в трехмерных и двухмерных пространствах;
  • создание чертежей и сопроводительной документации;
  • эксплуатация методик геометрического моделирования;
  • оптимизация всевозможных инженерных расчетов и изысканий;
  • компьютерный анализ самостоятельно выстроенных моделей;
  • подготовка к производству различных изделий с помощью станков ЧПУ;
  • управление промышленным оборудованием.

Назначений у софта по-настоящему много. Соответствующие программы выпускают разные отечественные и иностранные разработчики, и каждый продукт обладает своими плюсами и минусами. Ситуация аналогична рынку коммерческого ПО для ведения бизнес-процессов, где одна только компания «Клеверенс» поставляет на рынок сразу несколько удобных в использовании предпринимателям платформ («Склад-15», «Магазин-15» и пр.).

технологические задачи

Особенности КАД-систем

Мы подошли к тому, чтобы определить, чем именно отличается цифровая рабочая среда вроде FreeCAD от аналогов формата AutoCAD, Fusion 360, SolidWorks и пр. Все перечисленные экосистемы подходят для решения разных задач, перечень которых определяется:

  • сложностью создаваемых моделей;
  • числом расширений, эксплуатируемых при производстве изделий;
  • типами разрабатываемых специалистами объектов;
  • объемами трехмерных компонентов и соотношениями уровней их структур;
  • степенью автоматизации черчения;
  • видом сопроводительных документов и способом их составления;
  • цельностью производственных цепочек.

На сто процентов универсального софта не существует. Конечно, все популярные платформы в той или иной мере облегчают труд инженера. Однако большая часть программных продуктов «заточена» под конкретную деятельность — как Robot Millennium для строительства с ЖБИ, а Architectural Desktop для архитектуры.

Общепринятая международная классификация

Интеграция и применения CAD-систем и сопутствующих им технологий — это процесс, отличающийся строгими регламентами. Поэтому целесообразно делить современные КАД-проекты не только по характеристикам и инструментам, но и в соответствии с межнациональной типологией. Она предлагает распределить все решения по трем ключевым группам:

  • Чертежно-ориентированные — самые древние, впервые появившиеся на рынке в далеких 70-х годах прошлого столетия.
  • Электронные трехмерные — используются для создания моделей разных объектов с целью детализации их производства.
  • Полностью цифровые — поддерживающие концепцию стопроцентного виртуального описания деталей и конструкций.

Программы последнего типа считаются самыми совершенными и универсальными. С их помощью эксперт может не только моделировать разработки, но и осуществлять поддержку продуктов на протяжении всех жизненных циклов. Такие платформы открывают доступ не только к концептуальному и рабочему проектированию, но и к маркетингу, технологической подготовке, эксплуатации, утилизации и ремонту.

женщина-инженер

Что CAD значит для разных областей и направлений

Комплексы, облегчающие ведение проектно-конструкторской деятельности, нашли применение не только в строительстве и промышленности, но и в такой деятельности, как:

  • Промышленный дизайн — предполагают создание из одинаковых и хорошо подходящих друг другу деталей принципиально разных изделий.
  • Создание справочников — позволяют формировать специфические требования к выполнению тех или иных технологических операций.
  • Управление документацией — дают возможность работать со как стандартными инженерными, так и с маркетинговыми документами.

Если вынести за скобки направления, в которых CAD используется не в полную силу, то в списке самых популярных областей внедрения соответствующего софта останется врачебное дело (как общее, так и частное — стоматологическое) и машиностроение.

Медицина

Модели и системы класса CAD/САПР — это многофункциональные цифровые решения, востребованные, в том числе и в медицинской деятельности. Здесь они предлагают воспринимать элементы человеческого организма в качестве структуры, пригодной для трехмерного моделирования. Вариантов применения софта много:

  • Создание учебных анатомических курсов — для обучения начинающих докторов или повышения квалификации лиц с большим стажем.
  • Разработка демонстрационных материалов — для проведения конференций и симпозиумов в рамках отраслевых тематик.
  • Консультирование пациентов — с учетом огромного объема информационных выкладок, содержащихся в открытых и внутренних базах учреждения.
  • Подготовка к организации исследований — на базе нормативных актов, стандартов и регламентов.

Весь перечень данных, связанных со строением человеческого тела, можно загрузить в платформу для удобного полуавтоматического анализа и быстрой обработки. Кроме того, экосистемы формата КАД позволяют воспроизводить полные совокупности физиологических процессов, протекающих в организме.

Стоматология

Раздел медицины, нуждающийся в CAD-решениях больше остальных. Здесь указанные технологии применяются для визуализации процедур, связанных с производством и фрезерованием каркасов зубных протезов. Временные и постоянные коронки, мосты, индивидуальные абатменты и вкладки — примеров стоматологических изделий, изготавливаемых с помощью инженерного софта, по-настоящему много.

Современные среды автоматизированного проектирования, настроенные на работу в клинике, где услуги оказывают опытные дантисты:

  • заменяют восковое моделирование цифровыми трехмерными инструментами;
  • позволяют добиваться невероятной точности изготовления, снижают отклонения и погрешности до 15-20 мкм;
  • открывают доступ к высокой скорости выполнения работ, реализуемых на месте.

Посредством КАД-платформ можно создавать ортодонтические конструкции любой сложности — из разных металлов, включая диоксид циркония.

помощь инженерам

Машиностроение

В направлении проектирования, изготовления и обслуживания различных машин и оборудования без САПР сегодня не обойтись. Все «местные» CAD поделены на три большие группы — нижнюю, среднюю и верхнюю. В первую входят простые пакеты, ориентированные преимущественно на двухмерную графику. Во вторую — программы серийного класса со стандартным функционалом. В третью — решения для эксплуатации на мейнфреймах и высоконагруженных рабочих станциях.

Здесь платформы позволяют:

  • выполнять технологические и конструкторские проектировочные работы с повышенной скоростью и точностью;
  • проводить инженерный анализ на базе изысканий и результатов измерений, полученных вручную;
  • управлять проектными информационными потоками, составлять профильную документацию;
  • облегчать труд специалистов за счет модулей-расширений, подбираемых под конкретные задачи в индивидуальном порядке.

Для взаимодействия с ними часто используются специализированные языки, напоминающие те, с которыми работают программисты.

разработать проект

Определение структуры современных CAD-систем

Если начать структурировать любую КАД-платформу, удастся разбить ее на семь ключевых составляющих:

  • техническую, включающую в себя различные аппаратные комплексы;
  • математическую, со всевозможными практиками проведения расчетов, моделями и алгоритмами;
  • программную, в виде специфического софта и многочисленных отраслевых приложений;
  • информационную, с базами данных, сборниками регламентов и сведениями, облегчающими проектирование;
  • лингвистическую, позволяющую людям «общаться» с машинами посредством особых языков;
  • методическую, рассказывающую о разнокалиберных технологиях и подходах к операциям по созданию проектов;
  • организационную, состоящую из должностных инструкций, стандартов и нормативов.

Любое КАД-решение — это большая и достаточно сложная в освоении платформа, в рамках которой есть место огромному числу тонкостей и нюансов.

рабочий день инженеров

В чем преимущества таких программ

Самые яркие примеры CAD-систем — это и базово-легкий AutoCAD, и сложные в освоении аналоги типа Pro/Engineer или Unigraphics. Они строятся на базе подсистем геометрического моделирования и машинной графики либо на основе реляционных и нереляционных СУБД. Вне зависимости от состава, среды открывают доступ к важным преимуществам:

  • Возможность изготовления деталей и конструкций с максимальной точностью и незначительными отклонениями.
  • Практически полная автоматизация производства и присущих ему технологических цепочек.
  • Эксплуатация целого ряда необходимых инженерам материалов, от нормативной документации до данных с экспертизами старших коллег.
  • Организация быстрого моделирования узлов и производственных процессов для последующего детального анализа.
  • Предельный уровень производительности, повышение качества труда и скорости выполнения работ.

КАД в инженерии — аналог WMS в коммерции. Такие среды, как и пакеты российского бренда «Клеверенс» (формата «Склад-15»), автоматизируют рутинные операции и помогают в работе.

Самые крупные разработчики CAD-систем

Последнее крупное исследование мирового рынка САПР было проведено в 2021 году. Тогда его объем составил $ 9,4 млрд. Данные, собранные сотрудниками Jon Peddie Research, показали, что знаковые отраслевые продукты принадлежат всего четырем фирмам — Autodesk, Dassault Systemes, Siemens PLM Software и PTC соответственно.

Аналоги приложениям от представленных брендов есть и в России. Они могут уступать зарубежным пакетам в плане функционала, но фактически открывают доступ к тем же самым инструментам. В числе лидеров отечественного сегмента рынка САПР — «Компас-3D», Sprut-CAM, ADEM, T-Flex и «ГеММа­3D».

Каждая из перечисленных платформ заслуживает отдельного внимания. С ними работают инженеры по всему миру, выпуская множество изделий — от зубных протезов до крупногабаритных грузовых автомобилей. Без модулей такого формата сегодня не обходится практически ни одно отраслевое предприятие.

актуальные разработки

Готовые решения для всех направлений

Ускорьте работу сотрудников склада при помощи мобильной автоматизации. Навсегда устраните ошибки при приёмке, отгрузке, инвентаризации и перемещении товара.

Узнать больше

Мобильность, точность и скорость пересчёта товара в торговом зале и на складе, позволят вам не потерять дни продаж во время проведения инвентаризации и при приёмке товара.

Узнать больше

Обязательная маркировка товаров - это возможность для каждой организации на 100% исключить приёмку на свой склад контрафактного товара и отследить цепочку поставок от производителя

Узнать больше

Скорость, точность приёмки и отгрузки товаров на складе — краеугольный камень в E-commerce бизнесе. Начни использовать современные, более эффективные мобильные инструменты.

Узнать больше

Повысьте точность учета имущества организации, уровень контроля сохранности и перемещения каждой единицы. Мобильный учет снизит вероятность краж и естественных потерь.

Узнать больше

Повысьте эффективность деятельности производственного предприятия за счет внедрения мобильной автоматизации для учёта товарно-материальных ценностей.

Узнать больше

Первое в России готовое решение для учёта товара по RFID-меткам на каждом из этапов цепочки поставок.

Узнать больше

Исключи ошибки сопоставления и считывания акцизных марок алкогольной продукции при помощи мобильных инструментов учёта.

Узнать больше

Получение статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов.

Узнать больше

Получение сертифицированного статуса партнёра «Клеверенс» позволит вашей компании выйти на новый уровень решения задач на предприятиях ваших клиентов..

Узнать больше

Используй современные мобильные инструменты для проведения инвентаризации товара. Повысь скорость и точность бизнес-процесса.

Узнать больше
Показать все решения по автоматизации

Подведем итоги

Теперь вы знаете, что такое КАД-системы и что означает слово CAD. С развитием направлений строительства, промышленного дизайна, инженерии и моделирования, нагрузка на производителей выросла многократно. Снять ее удалось исключительно с помощью умных и технологичных программных решений, готовых автоматизировать рабочие процессы и тем самым ускорить выполнение операций. Подобные пакеты сегодня стали стандартом, с которым будущие проектировщики знакомятся на этапе обучения в ВУЗах.

Вопросы и ответы

Какие возможности есть у CAD-платформ?

КАД позволяет существенно сократить сроки проектирования (вне зависимости от сложности объектов и конструкций), снизить трудозатраты, облегчить процедуры планирования, повысить экономическую целесообразность инженерной работы и повысить общее качество труда с уровнем удовлетворенности его результатами.

Что такое система автоматизированного проектирования?

Набор цифровых и технических средств, обеспечивающих возможность организации простой, недорогой и быстрой разработки проектов, чертежей и моделей. Понятие максимально объемное, включающее в себя как десятки конкретных прикладных продуктов, так и многочисленные принципиальные концепции.

На чем основаны САПР?

Приложения, предназначенные для облегчения труда конструкторов, обладают сложной структурой из семи основных элементов: аппаратный комплекс, математические модели; программы; базы данных; специализированные языки; методологии и организационные документы вроде должностных инструкций.


Количество показов: 973

Статьи по схожей тематике