Питання ухвалення рішень при виборі CAD-систем

Предметом даної публікації є короткий аналіз проблеми раціонального вибору системи проектування.

Цільове призначення САПР

За цільовим призначенням розрізняють САПР або підсистеми САПР, які забезпечують різні аспекти проектування [1,2]

1. CAD (англ. Computer-aided design / drafting) – засоби автоматизованого проектування, в контексті зазначеної класифікації термін позначає засоби САПР, призначені для автоматизації двовимірного та/або тривимірного геометричного проектування, створення конструкторської та/або технологічної документації, та САПР Загальне призначення.2 .
2. САЕ (англ. Computer-aided engineering) – засоби автоматизації інженерних розрахунків, аналізу і СИМуляція фізичних процесів, здійснюють динамічне моделювання, перевірку і оптимізацію виробів.
3. CAM (англ. Computer-aided manufacturing) – засоби технологічної підготовки виробництва виробів, що забезпечують автоматизацію програмування та управління обладнання з числовим програмним управлінням або ГАВС (гнучкий автоматизований виробничих систем). Українським аналогом терміна є АСТПП – автоматизована система технологічної підготовки виробництва.
4. CAPP (Computer-aided process planning) – засоби автоматизації планування технологічних процесів застосовуються на стику систем CAD і CAM.

Багато систем автоматизованого проектування поєднують в собі рішення завдань, які стосуються різних аспектів проектування – CAD / CAM, CAD / CAE, CAD / CAE / CAM. Такі системи називаються складними або інтегрованими.

У даній публікації розглядаються основні питання, пов’язані з вибором CAD, CAE і CAD/CAE систем.

Основні властивості САПР

До основних властивостей систем проектування, на які звертають увагу майбутні користувачі при виборі, можна віднести наступні [3-5]:

1. Ступінь складності в освоєнні і наявність всіх необхідних функцій для вирішення поставлених завдань.
2. Ступінь відкритості системи для налаштування призначеного для користувача інтерфейсу і підключення додаткових програмних модулів.
3. Орієнтованість на певний тип графіки.
4. Кросплатформенність – бажано, щоб система функціонувала на різних апаратних та програмних платформах.
5. Умови отримання доступу – безкоштовні / платні, в т.ч. ціна.
6. Можливість створення специфікацій і підтримка різних стандартів оформлення документації.
7. Можливість інтеграції в єдину систему документообігу підприємства, в тому числі налаштування мовних функцій регіону використання і т.д.

На практиці цих питань може бути набагато більше і всі вони досить специфічні, а часом і суперечливі. Тому в даний час деякі розробники і дилери, що продають ПЗ (програмне забезпечення) для проектування, замислюються над розробкою експертних систем, які дозволять чітко визначити потреби клієнта при виборі раціонального програмного засобу для проектування [6]. Ці експертні системи повинні інтерактивно дозволяти клієнту і постачальнику програмного забезпечення вибирати найбільш раціональний програмний продукт для вирішення виробничих завдань.

Вибір САПР-систему

Як приклад, завдання вибору системи проектування може бути представлена графічно у вигляді дерева прийняття рішень (рис. 1).

Як видно з рис.1. і наведених раніше міркувань можна скласти уявлення, наскільки складним і неоднозначним є рішення задачі вибору раціонального програмного інструменту для проектування. З огляду на тривалий період впровадження таких систем на підприємствах, пов’язаний, як правило, зі значними інвестиціями, найбільш раціональним видається взаємодія з фахівцями з підготовки фахівців по навчанню в різних системах проектування і подальший збалансований вибір найбільш прийнятного програмного варіанту.

Також заслуговують на увагу ряд фактів, про які слід поговорити докладніше. Вони можуть бути спірними з точки зору різних користувачів, але, безумовно, важливі і цікаві.

Поширеність і тип доступу до програмного забезпечення – дуже цікавий момент при виборі системи проектування. Якщо говорити про системи з вільним доступом, то для виконання найпростіших виробничих завдань і для використання в рамках одного підприємства вони цілком прийнятні. Однак, коли мова йде про роботу над складними проектами в рамках великого підприємства і необхідності взаємодії з іншими організаціями, важливо розширити функціонал програмного забезпечення, і таким вимогам зазвичай задовольняють такі комерційні системи, як Inventor, Solidworks, Compass, Solid Edge, SIEMENS NX і т.д.

Широта застосовності з урахуванням регіональних особливостей виробництва – перевага в мові інтерфейсу, наявність бібліотек стандартних виробів, технічна підтримка, сумісність з інструментами проектування, що використовуються підприємствами-партнерами, є дуже важливим елементом у варіанті, якщо обраний комерційний багатофункціональний інструмент проектування.

Так, часто на багатьох підприємствах країн СНД перевага віддається використанню КОМПАС-3Д через менші витрати, хороше технічне забезпечення і наявність в бібліотеках широкого спектру інструментів для проектної документації відповідно до регіональних стандартів. Незважаючи на ці переваги компаса, він має ряд очевидних недоліків, основним з яких є недостатньо розроблені модулі CAM і CAE, відсутність можливості нанесення текстур на деталі і т.д. І в зв’язку з цим КОМПАС створює значну конкуренцію між SOLIDWORKS і Autodesk Inventor, які мають набагато ширший функціонал в плані моделювання технології виготовлення деталей і вузлів, а також фізичних процесів.

Кросплатформенність – це проблема практично будь-якої сучасної системи проектування, особливо у потужних комерційних продуктів. Так Компас-3D, Inventor, Solid Edge і SIEMENS NX розроблені виключно для роботи в середовищі Microsoft Windows. Відмінність складає Solidworks, який поряд із Microsoft Windows підтримує також MacOS. Деякі читачі можуть заперечити, стверджуючи, що це не так, і є можливість встановити ці програми під інші операційні системи.

Так, дійсно, установка критичних засобів проектування для UNIX-подібних операційних систем, які більш стійкі до вірусів і шпигунських програм, виглядає досить привабливо, а в деяких випадках цілком здійсненна за допомогою спеціальних налаштувань комп’ютерної техніки за допомогою драйверів і програм, в тому числі і Wine. Однак це трудомісткий процес і не завжди дозволяє домогтися хороших результатів.

Обмін графічними даними між системами проектування – важливе питання, яке доводиться вирішувати виробничим і проектним організаціям при виборі систем. Складність продукції, що проектується, глобалізація віддаленого проектування з використанням підрядників, часте злиття або поділ і трансформація підприємств призводять до того, що підприємствам доводиться використовувати проекти, створені в різних CAD- системах.

У роботах [7,8]були проведені дослідження, результати яких коротко відображені в табл. 1-3. Ці дані дають уявлення про типові особливості графічного обміну даними в деяких з найбільш поширених систем проектування.

Таблиця 1. Методи обміну даними за моделями деталей

Табл. 2. Методи узгодженого обміну даними по деталям між системами

1. Імпортується поверхня.
2. Некоректне асоціативне креслення.

Табл. 3. Результати обміну даними креслень між системами

1. Результат взаємного обміну в КОМПАС в форматах DWG, DXF.
2. Результат взаємного обміну в КОМПАС у форматі IGES.
3. Результат експорту з КОМПАС V11 у форматах DWG, DXF до КОМПАС V11 LT.
4. Результат експорту з Inventor та SolidWorks у КОМПАС у форматі DWG.
5. Результат експорту з SolidWorks в Inventor в форматі DWG.
6. Результат экспорта из Inventor в SolidWorks и AutoCAD в формате DWG.
7. Результат експорту з КОМПАС в Inventor в форматі DWG.
8. Для кращого розуміння інформації в табл. 1-3 наведено розшифрування основних форматів файлів.

Формати обміну даними

ACIS – загальне найменування для даних, з якими працює ядро ​​системи геометричного моделювання ACIS, що ліцензується (тобто доступне стороннім розробникам). Ядро ACIS для своїх програм, зокрема, використовується корпорацією Autodesk (Inventor, Mechanical Desktop). Для даних, що виводяться, застосовуються формати SAT і SAB.

DWG (Drawing Database) – один з основних форматів системи AutoCAD.

DXF (Drawing Interchange Format) – це формат, який багато років тому став де-факто стандартом обміну кресленнями в різних CAD-системах.

IGES (Initial Graphics Exchange Specification) — нейтральний формат обміну даними для CAD- систем. Підтримує традиційні інженерні креслення і тривимірні моделі.

Parasolid – ядро ​​системи геометричного моделювання, що нині використовується в таких САПР, як Unigraphics, SolidWorks, T-FLEX та інших.

STEP є стандартом ISO для комп’ютерного представлення та обміну промисловими даними. Найчастіше STEP використовується для обміну даними між CAD-, CAM-, CAE- та PDM-системами.

VRML – це стандартний формат файлів для демонстрації тривимірної інтерактивної векторної графіки, найбільш часто використовується в WWW.

X_B — текстовий формат експорту САПР на основі ядра Parasolid.

X_T – це двійковий формат експорту САПР на основі ядра Parasolid.

Системні вимоги в більшості варіантів для сучасних систем проектування дуже близькі і детально розглядати їх немає сенсу, так як вони вказані на стартових сторінках офіційних сайтів розробників. Єдине, на чому хочеться наголосити, так це на розмірах екрану – як показує досвід, якщо робота не проводиться в умовах відрядження, пов’язаного з постійним переміщенням від об’єкта до об’єкта, то найбільш прийнятним є робота з розміром екрану не менше 24 дюймів.

На закінчення слід зазначити, що цілком раціонально при виборі програмного забезпечення для проектування є попереднє початкове ознайомлення і навчання з основними принципами роботи в різних системах, можливо, навіть з використанням демо-версій або відвідування навчальних курсів. При такому підході фахівець зможе безпосередньо оцінити на практиці особливості пропонованих на ринку систем.

Список використаної літератури:

• Малюх В.М. Вступ до сучасної САПР: курс лекцій. – М.: ДМК Прес, 2010. – 192 с.
• Норенков І. П. Основий конставедного ізактизанія: учеб. для університетів. – 4-е вид., перераб. і доп. – М.: Ізд-во МГТУ імені Н. Е. Баумана, 2009. – 430 с.
• Mares A., Senderska K. Criteria for selecting the CAD system – How to choose CAD system. Transfer inovácií. 24/2012. с.220-222.
• 9 criteria for choosing a 3D CAD system
  https://www.solidworks.com/sw/docs/Top9_WP_2010_ENG_FINAL.pdf
• Kannan, G., Vinay, V.P. Multi-criteria decision making for the selection of CAD/CAM system. Int J Interact Des Manuf 2, 151 (2008).
• СолодкаЯ Н.А. Бухтоярова Д.М. Розробка прототипу експертної системи для підбору конструкторського програмного забезпечення. Тези доповідей XXII міжнародної науково-практичної конференції “Інформаційні технології: техніка, технології”. – Харків, 2014. стор.164.
• Большаков В.П., Бочков А.Л., Лячек Ю.Т. Проблеми обміну графічними даними між САПР-системами. Комп’ютерні засоби в освіті. 2013. No2. с. 37–46.
• Большаков В.П., Бочков А.В., Лячек Ю.Т. Твердотільний моделювання деталей в САПР-системах: AutoCAD, Компас-3D, SolidWorks, Inventor, Крео. СПб.: Пітер, 2015. 480-ті роки.