Projektowanie wspomagane komputerowo
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
edytujDo zakresu CAD można zaliczyć (jest to umowne – w technice nie istnieją sztywne granice określające co wchodzi w zakres CAD, a co już nie)[3]:
- 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.
- Opracowywanie i zarządzanie bazami danych (elementów znormalizowanych, własności materiałowych itp.).
- Symulacja, wizualizacja i animacja – CAID (cyfrowe prototypowanie, przygotowywanie ofertowych prezentacji fotorealistycznych itp.).
W CAD zazębiają się następujące obszary działalności inżynierskiej:
- Optymalizacja konstrukcji i procesów (m.in. analizy kinematyczne, modelowanie przepływów itp.).
- Wytrzymałościowe obliczenia inżynierskie (np. metodą elementów skończonych – MES).
- Inżynieria odwrotna (ang. Reverse Engineering, RE) – skanowanie kształtów oraz struktury wewnętrznej obiektów oraz obróbka uzyskanych w ten sposób modeli cyfrowych.
- Sieci neuronowe (algorytmy sztucznej inteligencji, w tym m.in. systemy ekspertowe – systemy doradcze wspomagające podejmowanie decyzji).
- Edytory tekstów i arkusze kalkulacyjne w zastosowaniu do projektowania technicznego.
Przykładowy proces CAD dla nowego obiektu
edytujTypowy, 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
edytujPrzypisy
edytuj- ↑ The World’s Oldest Source Code Repositories | Black Duck Open Hub Blog [online], www.ohloh.net [dostęp 2017-12-03] (ang.).
- ↑ CAD, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2022-11-14] .
- ↑ Maciej Sydor: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009, s. 47.
- ↑ Maciej Sydor: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009, s. 20–21.
Bibliografia
edytuj- 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- CAD w grafice inżynierskiej (materiały dydaktyczne MIMUW na studia informatyczne II stopnia)