Projektowanie wspomagane komputerowo

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Projektowanie czołgu M1 w BRL-CAD na terminalu podłączonym do komputera PDP-11/70 ok. 1980 r. Sam program BRL-CAD rozwijany obecnie m.in. dla Linuxa jest przykładem najstarszego wciąż rozwijanego oprogramowania z kodem źródłowym na zasadach open-source[1].

Projektowanie wspomagane komputerowo (ang. Computer Aided Design, CAD) – zastosowanie sprzętu i oprogramowania komputerowego w projektowaniu, m.in. w architektury, części maszyn, układów elektrycznych czy mebli[2].

Znamienne dla CAD jest cyfrowe modelowanie geometryczne mające na celu opracowanie zapisu konstrukcji wyrobu (jednego obiektu technicznego lub ich układu). Definiowaną postać konstrukcyjną wyrobu tworzą jego cechy:

  • wszystkie geometryczne,
  • wszystkie dynamiczne,
  • niektóre technologiczne (np. materiałowe).

Zbiór tych trzech rodzajów informacji stanowi zapis konstrukcji wyrobu (jego dokumentację konstrukcyjną).

Zakres CAD[edytuj | edytuj kod]

Do zakresu CAD można zaliczyć (jest to umowne – w technice nie istnieją sztywne granice określające co wchodzi w zakres CAD, a co już nie)[3]:

  1. Komputerowe odwzorowanie konstrukcji, w tym:
    • modelowanie cyfrowe – tworzenie cyfrowej makiety wyrobu,
    • wykonywanie dokumentacji rysunkowej z modeli cyfrowych,
    • kreślenie – zastosowanie komputera jako rodzaju elektronicznej deski kreślarskiej – CADD.
  2. Opracowywanie i zarządzanie bazami danych (elementów znormalizowanych, własności materiałowych itp.).
  3. Symulacja, wizualizacja i animacja – CAID (cyfrowe prototypowanie, przygotowywanie ofertowych prezentacji fotorealistycznych itp.).

W CAD zazębiają się następujące obszary działalności inżynierskiej:

  1. Optymalizacja konstrukcji i procesów (m.in. analizy kinematyczne, modelowanie przepływów itp.).
  2. Wytrzymałościowe obliczenia inżynierskie (np. metodą elementów skończonych – MES).
  3. Inżynieria odwrotna (ang. Reverse Engineering, RE) – skanowanie kształtów oraz struktury wewnętrznej obiektów oraz obróbka uzyskanych w ten sposób modeli cyfrowych.
  4. Sieci neuronowe (algorytmy sztucznej inteligencji, w tym m.in. systemy ekspertowe – systemy doradcze wspomagające podejmowanie decyzji).
  5. Edytory tekstów i arkusze kalkulacyjne w zastosowaniu do projektowania technicznego.

Przykładowy proces CAD dla nowego obiektu[edytuj | edytuj kod]

Typowy, wspomagany komputerowo, proces projektowania nowego obiektu może przebiegać następująco[4]:

  • uzgodnienie w zespole projektowym ogólnej koncepcji produktu (ewentualnie sporządzenie odręcznego szkicu); możliwe jest także zeskanowanie trójwymiarowej makiety wyrobu wykonanej przez specjalistę,
  • wykonanie cyfrowego modelu głównego elementu projektowanego wyrobu (najczęściej jest to element o największych gabarytach: rama, korpus, obudowa itp.),
  • wykonanie cyfrowej makiety wyrobu – uzupełnienie głównego elementu o znormalizowane części z bibliotek (np. łożyska, złącza itp.); zamodelowanie brakujących części,
  • przeprowadzenie obliczeń wytrzymałościowych wybranych elementów, analiza poprawności funkcjonowania (analiza kolizji), dobór materiałów na poszczególne podzespoły oraz ocena strony wizualnej, ergonomii; na tym etapie złożenie może zostać przedstawione w formie prezentacji multimedialnej (np. w formacie jt, WAF, DXF lub avi) lub może zostać wykonany model 3D technikami rapid prototyping (szybkie prototypowanie),
  • wykonanie prototypu,
  • wykonanie dokumentacji wymaganej przepisami prawa (np. instrukcji użytkowania, analizy ryzyka, sprawozdania z badań itp.),
  • dokonanie ewentualnych poprawek i zmian w projekcie, oszacowanie kosztów wykonania,
  • sporządzenie BOM (ang. Bill of Materials),
  • wykonanie rysunków poszczególnych części lub opracowanie instrukcji dla obrabiarek CNC,
  • wykonanie instrukcji montażu (w tym przygotowanie widoków eksplodujących (ang. exploded view)),
  • wykonanie ostatecznej prezentacji multimedialnej produktu do celów marketingowych.

Dzięki CAD inżynierowie mają łatwiejszy dostęp do zasobów wiedzy, bibliotek, know-how firmy, opracowań normatywnych, przepisów prawnych i dyrektyw obowiązujących w konkretnej gałęzi przemysłu. Mogą pracować w większych zespołach nad jednym projektem (członkowie zespołu mogą być rozproszeni geograficznie). Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu w procesie projektowania inżynierskich baz danych, w środowiskach sieciowych.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. The World’s Oldest Source Code Repositories | Black Duck Open Hub Blog, www.ohloh.net [dostęp 2017-12-03] (ang.).
  2. CAD, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2022-11-14].
  3. Maciej Sydor: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009, s. 47.
  4. Maciej Sydor: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009, S. 20–21.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Maciej Sydor: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009, s. 156. ISBN 978-83-01-15822-4.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]