Специалисты в отраслях, где нужны точные расчеты, используют компьютерные программы. Такие программы ускоряют работу, автоматизируют проектирование и создание документации, обобщенно их называют САПР.
В статье разбираем, какие виды САПР бывают и для чего их используют.
Что такое САПР
САПР, или система автоматизированного проектирования, — программное обеспечение для создания, редактирования, анализа и оптимизации проектов. САПР используют инженеры, дизайнеры и архитекторы для работы с чертежами, схемами и 3D-моделями.
САПР облегчает работу специалистов, повышает точность и скорость проектирования.
Классификация систем автоматизированного проектирования
САПР разделяют по области применения, функциональному назначению, уровню автоматизации, методологии проектирования и уровню интеграции.
По области применения системы проектирования бывают:
- универсальные — подходят для решения разных задач проектирования: измерения и построения объектов, учета свойств материалов. Пример таких САПР — AutoCAD и SOLIDWORKS;
- специализированные — подходят для конкретной области. Например, архитектурные — Revit, Archicad; машиностроительные — CATIA; электротехнические — EPLAN, OrCAD; строительные — Tekla Structures.
По функциональному назначению выделяют такие САПР:
- графические — для создания чертежей и визуализаций. Например, AutoCAD, CorelCAD;
- инженерные — для выполнения расчетов и симуляций. Например, ANSYS, Abaqus;
- для трехмерного моделирования — позволяют создавать визуальные 3D-модели. Например, SOLIDWORKS, Blender;
- для управления данными — нужны для создания проектной документации. Например, Teamcenter.
По уровню автоматизации системы проектирования могут быть:
- ручные — пользователь создает проекты самостоятельно, автоматизации процесса проектирования почти нет;
- полуавтоматизированные — программа выполняет некоторые этапы работы, например расчеты или построение однотипных объектов;
- автоматизированные — программы выполняют весь или почти весь цикл проектирования, от создания модели до анализа и подготовки документации.
Некоторые системы предлагают на выбор несколько уровней автоматизации из описанных выше. Пользователь может подобрать подходящий, исходя из задач или уровня квалификации.
По методологии проектирования САПР бывают:
- 2D — работают с плоскими двумерными чертежами и схемами. Например, AutoCAD 2;
- 3D — работают с объемными трехмерными моделями. Например, SOLIDWORKS, CATIA;
- для параметрического моделирования — работают с моделями, которые основаны на параметрах. Например, Creo, Fusion 360;
- для прямого моделирования — работают с геометрией без привязки к параметрам. Например, SpaceClaim.
По уровню интеграции системы делят:
- на локальные — работают на одном устройстве без связи с другими системами;
- сетевые — связывают по сети несколько компьютеров для совместной работы;
- интегрированные — такие САПР встроены в производственные или ERP-системы бизнеса — то есть в программы, которые ведут учет ресурсов предприятия. С интегрированными САПР бизнес может резервировать или распределять ресурсы предприятия на этапе проектирования.
САПР классифицируют и по другим признакам, например по типу лицензии или отрасли применения.
Где применяются САПР
Системы автоматизированного проектирования применяют:
- в архитектуре, строительстве и дизайне;
- в машино- и приборостроении;
- в электронике и электротехнике;
- в авиакосмической промышленности;
- в судостроении;
- в энергетике;
- в транспортном проектировании;
- в химической и нефтегазовой промышленности;
- в ландшафтном проектировании и градостроении.
Архитектура, строительство и дизайн. САПР применяют, чтобы проектировать здания, сооружения, инфраструктуру, интерьеры, разрабатывать планы зданий и сооружений, рассчитывать параметры конструкций. Примеры архитектурных систем: Archicad, Revit, Tekla Structures, SketchUp.
Машино- и приборостроение. САПР используют, чтобы проектировать детали, механизмы, приборы, оборудование, рассчитывать нагрузки, проводить динамические и статические тесты прототипов систем, которые используют на предприятии. Примеры: SOLIDWORKS, CATIA, PTC Creo.
Электроника и электротехника. САПР нужны, чтобы создавать электрические схемы, печатные платы, электротехнические системы и симулировать работу устройств. Примеры: Altium Designer, OrCAD, EPLAN, KiCad.
Авиакосмическая промышленность. Системы автоматизированного проектирования используют, чтобы проектировать авиационную и космическую технику, производить аэродинамическое моделирование, рассчитывать прочность конструкций. Примеры: CATIA, Ansys, MATLAB/Simulink.
Судостроение. САПР применяют, чтобы проектировать корабли, суда и морские сооружения, производить гидродинамический анализ, рассчитывать прочность конструкций. Примеры: ShipConstructor, Autoship, AVEVA Marine.
Энергетика. САПР нужны, чтобы проектировать энергетические системы, объекты, сети, анализировать тепловые и электрические процессы. Примеры: Intergraph, AVEVA Engineering, ETAP.
Транспортное проектирование. САПР нужны, чтобы проектировать автомобили, железнодорожные составы и другие виды транспорта, заниматься 3D-моделированием, анализировать аэродинамику, рассчитывать прочность конструкций. Примеры: SOLIDWORKS, CATIA, HyperWorks.
Химическая и нефтегазовая промышленность. САПР помогают проектировать заводы, трубопроводы, технологические процессы, рассчитывать параметры оборудования и нагрузки. Примеры: Aspen HYSYS, AVEVA Plant, Intergraph SmartPlant.
Ландшафтное проектирование и градостроительство. САПР нужны, чтобы создавать проекты ландшафтов, моделировать территории, создавать планы дорожной инфраструктуры и коммуникаций. Примеры: AutoCAD Civil 3D, SketchUp, InfraWorks.
САПР могут применять и в других отраслях, например в биомедицине, физике, химии.
Преимущества и недостатки САПР
У систем автоматизированного производства есть такие преимущества:
- они ускоряют рабочий процесс — некоторые расчеты система может производить самостоятельно, это быстрее, чем считать в ручном режиме;
- САПР сводят количество ошибок к минимуму — когда из процесса исключают человеческий фактор, ошибок в проектировании становится меньше;
- они выполняют сложные вычисления — система может обрабатывать больше информации и решать более сложные задачи, чем сотрудник;
- они могут интегрироваться с другими системами бизнеса — САПР может передавать данные в другие отделы или подразделения и ускорять рабочий процесс.
Недостатки САПР:
- высокая стоимость — нужное программное обеспечение может стоить дорого, его необходимо внедрить, настроить и обслуживать. Бизнесу придется закладывать это в бюджет;
- сложность внедрения — САПР начнет приносить пользу бизнесу не сразу: ПО нужно настроить и интегрировать в бизнес-процессы, обучить сотрудников;
- зависимость от технологии — если приложение сломается, начнет работать некорректно или разработчик запретит работу программы в стране, процессы бизнеса могут замедлиться или остановиться;
- квалификация сотрудников — когда бизнес внедряет и использует определенное ПО, ему сложнее найти новых сотрудников, более специфические требования сужают круг потенциальных кандидатов.
Перед тем как внедрять САПР, нужно взвесить преимущества и недостатки конкретной системы для бизнеса.
Что важно запомнить
- САПР — программное обеспечение, которое помогает проектировать, разрабатывать чертежи и схемы, рассчитывать нагрузки и параметры прототипов устройств в отраслях, где нужны сложные и точные вычисления.
- Системы автоматизированного проектирования делят по области применения, функциональному назначению, уровню автоматизации, методологии проектирования и уровню интеграции.
- САПР применяют в архитектуре, строительстве, дизайне, машиностроении, электронике, авиакосмической промышленности, судостроении, энергетике и других отраслях.
- САПР помогает ускорить рабочие процессы, уменьшить количество ошибок, выполнять более сложные задачи. Может автоматизировать часть работы.
- У САПР есть недостатки: ПО стоит дорого, нужно тратить время на его внедрение и обучать сотрудников работе с ним. Если ПО перестанет работать, бизнес-процессы могут замедлиться или остановиться.
