Исследование систем автоматизированного пректирования

bCAD разрабатывался как система для широкого спектра приложений, поэтому его функциональность достаточно универсальна. Разносторонность системы достигается тем. что пакет объединяет в себе мощные компоненты для исполнения различных этапов проектных и дизайнерских работ: разработка технической документации в ее классическом виде – чертежей; построение объемных моделей различных изделий и объектов по плоским эскизам; изготовление финальных чертежей по объемным моделям; подготовка статистических данных о проекте или данных для расчетных систем; получение реалистических изображений, изготовление анимированных презентаций.

Особым аспектом, на котором следует остановиться, является возможность использования данных из других приложений. Разработчики bCAD не стали изобретать велосипеда. На сегодняшний день очевидным стандартом на геометрические данные является DXF. Для пользователей bCAD не составит труда использовать чертежи, записанные в этом формате. Более того при переносе чертежей из AutoCAD перевод в DXF не потребуется, так как файлы DWG могут быть прочитаны напрямую. Это особенно удобно, так как большинство уже наработанных библиотек стандартных элементов записано именно в этом формате. Те же, кто работают с реалистичной графикой, знают, что наиболее популярным форматом для текстурированных моделей является 3DS, основной формат другого популярного пакета – 3D Studio. При работе с этими данными bCAD позволяет импортировать не только геометрию объектов но и параметры материалов, текстуры, освещения и установки камер. Таким образом, часто не стоит тратить время на моделирование отдельных элементов, например, настольной лампы, необходимо лишь загрузить подходящую модель из популярной коллекции на CD. Это сэкономит часы, а порой и дни работы.

К неоспоримо полезным мелочам стоит отнести также возможность работы с библиотеками штриховых узоров, пунктиров и чертежных шрифтов для AutoCAD и возможность импорта текста из файла в чертеж.

Так же легко bCAD справляется с обратной задачей – переносом чертежей и изображений созданных в нем, в другие приложения. Традиционные чертежи могут быть перенесены с использованием формата DXF. Для пользователей 3D Studio поддержан формат ASC, а для разработчиков систем Virtual Reality – формат Sense8 NFF. Кроме того, плоские изображения могут быть записаны в HPGL и Encapsulated PostScript или превращены в растровое изображение в одном из популярных форматов – GIF, TGA, BMP, JPG, TIFF или PCX. Те же растровые форматы используются для сохранения реалистических изображений. Их использование в издательских или иллюстративных пакетах не составит труда. И, наконец, видеоролики могут быть записаны в Windows AVI, Animator FLC или MPEG.

Несмотря на то, что bCAD, как законченный продукт, уже состоялся, впервые версия для Windows 95 демонстрировалась на CeBIT'95 и успешно эксплуатируется в десятках компаний и организаций, работа над проектом не остановилась.

В традициях ПроПро Группы (ProPro Group) – компании-разработчика – периодический выпуск улучшенных и усиленных версий. В качестве приоритетных задач стоит назвать систему программирования (фактически того же инструментария, которым пользуются сами разработчики, но более документированного) и разработки приложений, а также расширение возможностей моделирования кинематики и сложная мультипликация.

Кроме того, появятся ряд новых инструментов для объемного моделирования, поддержка дополнительных форматов объемных данных, в частности VRML. Будут усиливаться средства распределенных вычислений в разнородных сетях компьютеров (UNIX и Windows NT) и с использованием многопроцессорных систем.

ГРАФИКА-81.

Работа над комплексом «ГРАФИКА-81» начата в 70-х годах. К 1981 году сложилась основная идеология построения комплекса и создана первая версия.

Идеология построения предполагала создание CAD/САМ – интегрированного комплекса с универсальным ядром, применимым для решения задач различного функционального назначения, и прикладными системами. В комплексе заложена и реализована идея проектирования «сверху вниз», т.е. начиная от ввода модели проектируемого изделия и кончая выпуском конструкторско-технологической документации, подготовкой управляющей информации для станков с ЧПУ, координатографов и фотоплоттеров. Так, например, для проектирования в машиностроении на первом этапе создается объемная геометрическая модель проектируемого изделия (комплекса или отдельной детали), решаются задачи отработки внешнего вида, компоновки, производятся необходимые расчеты и выпускается конструкторско-технологическая документация. Та же объемная модель используется для моделирования процессов обработки на станках с ЧПУ. Преимущества такого подхода очевидны: на 3D модели выявляются ошибки, допущенные при конструировании, что достаточно трудно обнаружить по трем проекциям, сокращается время создания чертежной документации, не требуется вводить повторно информацию для моделирования процессов обработки на станках с ЧПУ и т.п.

Помимо возможности проектирования «сверху вниз» комплекс «ГРАФИКА-81» имеет следующие отличительные особенности:

• модульное построение, возможность использования отдельного набора программных модулей для решения конкретных задач пользователя;
• рациональная структурная организация программных средств комплекса, что позволяет эффективно работать на сравнительно простых технических средствах (минимальный объем требуемой оперативной памяти 600 Кбайт, операционная система MS DOS) или экономить память и повысить быстродействие на других технических средствах;
• информационная совместимость с другими системами по форматам DXF и IGES;
• наличие комбинированного способа создания объемных геометрических моделей (твердотельных, поверхностных и 2,5D);
• наличие встроенных средств для создания гипертекстовых систем, с использованием которых написаны инструкции пользователю и разделы HELP;
• использование компактных структур данных в системах комплекса, что позволило, например, для моделей на плоскости сократить объем занимаемой памяти в 2 раза, а для объемных моделей – в 20 раз по сравнению с аналогами, имеющимися на российском рынке;
• возможность переноса программного обеспечения (ПО) на различные платформы и создание интерфейсов по требованию заказчиков.

Комплекс предназначен для автоматизации проектно – конструк-торских работ, выпуска чертежной документации, создания объемных геометрических моделей изделий, в том числе кинематических, моделирования процессов обработки деталей и подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ.

Комплекс позволяет решать задачи объемной трассировки, например, трубопроводов, электрических соединений и т.п., а также автоматической трассировки соединений на принципиальных схемах, печатных платах и микросборках.

Комплекс в свой состав включает систему геометрического моделирования и выпуска конструкторско-технологической документации ГРАФИКА-81–2О», систему объемного геометрического моделирования ГРАФИКА-81-ЗО», систему трассировки соединений на принципиальных схемах и печатных платах ГРАФИКА-81-ТР», систему для создания гипертекста ГРАФИКА-81-ГТ». В комплекс включена система для подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ. Комплекс программных средств организован таким образом, что, с одной стороны, все системы тесно связаны между собой по информации, с другой, каждая система может быть использована самостоятельно. В системе «ГРАФИКА-81–3D» помимо объемного геометрического моделирования имеются развитые средства для проектирования чертежной документации, при этом нет необходимости дополнительно использовать систему ГРАФИКА-81–2О». В то же время ГРАФИКА-81–2О» занимает существенно меньший объем памяти и имеет большее быстродействие из-за отсутствия операций с объемными телами и упрощенной структуры данных.

Система ГРАФИКА-81–2О» позволяет:

• создавать сложные графические объекты из примитивов (точек, линий, дуг, сплайнов и т.п.);
• редактировать построенные объекты (удалять, размножать, переносить, изменять масштаб и т.д.);
• редактирование возможно на уровне графических примитивов и на уровне блоков изображений, рассматриваемых как единое целое;
• создавать и вести библиотеки различного типа (пользователю могут быть поставлены уже созданные библиотеки для различных областей применения;
• автоматически получать спецификации на чертежах; получать чертежи на плоттерах и матричных принтерах различных типов.

Система ГРАФИКА-81–3D» обеспечивает пространственное моделирование конструкций и моделирование процессов обработки деталей на станках с ЧПУ. Система позволяет проставлять размеры на пространственных схемах, производить расчет массоинерционных характеристик, решать задачи отсечения 3-х мерных объектов произвольной плоскостью, склеивания 3-х мерных объектов, операции объединения, пересечения и разности 3-х мерных объектов.

Система обеспечивает следующие режимы работы: пакетный; интерактивный с использованием «подсказок»; интерактивный с использованием меню, создаваемого самим пользователем средствами подсистемы.

Комплекс «ГРАФИКА-81» эксплуатируется на ряде заводов по ремонту нефтебурового оборудования для выпуска конструкторско-технологической документации и подготовки управляющей информации для станков с ЧПУ.

Комплекс применяется также для объемного геометрического моделирования крупногабаритных космических конструкций.

БАЗИС 3.5:

Программные продукты для САПР под маркой БАЗИС отличаются, строгой ориентацией на решение конкретной и актуальной задачи, а именно на резкое повышение производительности труда конструктора и технолога за счет следующих факторов:

• быстрая разработка, подготовка и выпуск различных эскизов, чертежей, технических рисунков и других чертежно-конструкторских документов;
• широкие возможности для формирования новых документов на базе ранее созданных прототипов;
• мощный аппарат редактирования любых элементов и чертежа в целом;
• наличие удобных средств фрагментации и дефрагментации изображений;
• большие возможности для работы с типовыми элементами проектирования.

Не стала исключением и новая версия системы.

Коротко ее можно охарактеризовать так: БАЗИС 3.5 – это сплав десятилетнего опыта разработчиков системы и ее пользователей с новейшими принципами программирования и организации интерфейса. Это не принципиально новая система (принципиально новых отечественных систем в этом секторе программной индустрии, увы, нет, да и зарубежных практически тоже), а доведенная до совершенства автоматизированная реализация традиционных методов и способов конструирования, позволяющая эффективно применять БАЗИС на всем цикле проектирования изделия: от эскизного проекта до ремонтных чертежей.

Благодаря использованию самых современных инструментальных средств программирования и тщательной проработке всех применяемых алгоритмов система БАЗИС достаточна компактна и предъявляет такие требования к компьютеру, которые в состоянии удовлетворить практически любое предприятие:

• процессор 486 DX;
• оперативная память 8 Мбайт;
• графический адаптер SVGA; видеопамять 512 Кбайт;
• пространство на жестком диске 5 Мб;
• операционная система Windows 95/98 или Windows NT.

При практическом одинаковых функциональных возможностях наиболее распространенных «легких» САПР организация интерфейса пользователя системой приобретает важное, если не сказать определяющее, значение. Ведь интерфейс – это первое, на что обращает внимание потенциальный пользователь любой системы, и то, с чем он ежедневно будет сталкиваться при ее практическом использовании. Удобство, наглядность и предсказуемость – вот три основополагающих принципа, реализованных в системе БАЗИС 3.5. Все команды системы тщательно сгруппированы по классам с тем, чтобы максимальный уровень их вложенности не превышал двух. Меню команд расположено горизонтально в одном месте экрана. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, восприятие горизонтально расположенной информации более привычно для человеческого глаза (хотя есть, конечно, и исключения), а во-вторых, расположение всех команд в одном месте не рассеивает внимание пользователя и минимизирует количество манипуляций, необходимых для обращения к требуемой команде.

В БАЗИСе наглядность интерфейса реализована при помощи ясного и понятного языка пиктограмм, а также кратких и развернутых подсказок, выдаваемых системой на различных этапах работы с ней.

БАЗИС – одна из ряда «легких» графических систем, позволяющая не только быстро создавать и легко редактировать чертежи, но и служащая надежным фундаментом всей дальнейшей работы по комплексной автоматизации предприятия.

И безусловным, скрупулезно отслеживаемым является требование строгого соблюдения требований ГОСТ, и не просто формального соблюдения, а предоставления конструктору такой среды, в которой он просто не сможет сделать чертеж не по ГОСТу.

В настоящее время необходимой возможностью любой САПР является наличие средств обмена информацией с другими конструкторскими, технологическими и расчетными задачами. Стандартом де-факто многие приложения CAD/САМ считают формат DXF. B силу этого в БАЗИС включена возможность экспорта и импорта информации в этом формате. Более того, максимально полная поддержка формата DXF и отслеживание его изменений – одно из обязательных условий дальнейшего развития системы.

Помимо обмена информацией через DXF разработчики системы БАЗИС практикуют прямой обмен информацией с другими системами. На этом пути есть целый ряд очень интересных решений. Наиболее глубокой, успешно применяемой на целом ряде предприятий является интеграция с автоматизированной системой технологической подготовки производства АРБАТ.

Данный комплекс решает абсолютное большинство проблем комплексной автоматизации на предприятиях практически любого профиля. Также успешно БАЗИС работает совместно с системой объемного моделирования и получения управляющих программ для станков с ЧПУ МАСТЕР+.

Сколь современной и мощной ни была бы САПР, она никогда не сможет решить всех проблем предприятия. Практически всегда существует, либо появляется со временем необходимость доработки тех или иных функций, включения в систему специфических, характерных для конкретного предприятия, возможностей, подключения к ней различных пользовательских задач. Для решения этих задач и предусмотрен CALL-интерфейс, предоставляющий пользователю возможность программного доступа ко всем элементам и возможностям системы БАЗИС из стандартных языков программирования.

В состав системы БАЗИС входят разработанные с помощью CALL-интерфейса библиотеки типовых элементов и расчетные задачи.

Основные из них:

• библиотека крепежных изделий;
• библиотека подшипников качения;
• библиотека стандартных профилей;
• библиотека станочных приспособлений;
• библиотека фрагментов элементов принципиальных электрических схем;
• библиотека элементов соединения трубопроводов по наружному конусу;
• модуль проектирования и выпуска рабочих чертежей пружин растяжения / сжатия;
• модуль расчета на прочность статически определимых балок.