Какое будущее у современных CAD или САПР систем?
Программные технологии развиваются быстро, с постоянными улучшениями. Эти программы становятся важными в различных секторах и для все более разных приложений. Все более широкое использование систем автоматизированного проектирования (САПР или англ. CAD) приводит к эволюции промышленности. Действительно, эти программы САПР должны быть адаптированы к новым видам использования и новым пользователям, на которые они нацелены.
Каковы ключевые изменения, которые нужны людям, использующим программное обеспечение САПР? И что может быть достигнуто в будущем? Давайте посмотрим, какие новые тенденции и какие функциональные возможности программного обеспечения систем автоматизированного проектирования могут быть значительно улучшены в предстоящие годы.
Эволюция использования программного обеспечения САПР
Мир программного обеспечения B2B (бизнес для бизнеса) быстро развивается. Преимущества 3D CAD бесконечны, и это настоящий игровой манипулятор для многих компаний, которые используют его для улучшения своей работы, продуктов или услуг.
Очевидно, что компании не используют программное обеспечение для трехмерного моделирования абсолютно всех приложений. Существуют различные способы максимально использовать программное обеспечение САПР: получить лучшую визуализацию проекта, рендеринг, 3D-печать, моделирование и прототипирование, чтобы продемонстрировать некоторые примеры того, как будет выглядеть изделие в реальной сборке.
Для медицинского сектора программное обеспечение САПР может быть полезно для точной визуализации проблемы. Его можно использовать, например, перед операцией, чтобы определить лучшую стратегию вмешательства. Это также отличный инструмент для моделирования, чтобы увидеть результат возможной операции и просчитать действия хирурга перед операцией. Подобные инструменты визуализации также эффективно используются в архитектуре или машиностроении. В настоящее время важно получить хороший и точный обзор проекта.
Программы CAD теперь используются не только дизайнерами, но и инженерами, исследователями, хирургами и многими другими специалистами.
Именно поэтому разработчики программного обеспечения постоянно меняют и улучшают функции, и по мере появления новых тенденций мы начинаем видеть форму будущего программного обеспечения САПР.
Каковы следующие тенденции для программного обеспечения САПР?
Растущее использование программного обеспечения CAD приводит к новым тенденциям и новым эволюциям. Давайте посмотрим, что будет улучшено в предстоящие годы для этих программ.
Автоматизация и искусственный интеллект
Одной из самых больших тенденций в эти годы, безусловно, является автоматизация. Мы можем видеть это в разных секторах, благодаря развитию искусственного интеллекта (ИИ). Его внедрение будет все больше расти вместе с программным обеспечением для 3D-моделирования. Действительно, программы САПР смогут предвидеть наши действия и улучшить наш опыт 3D-моделирования, позволяя пользователям исправлять или предвидеть ошибки проектирования.
Автоматизация обязательно улучшит вашу работу и позволит нам избежать проблем с 3D-моделированием.
Благодаря искусственному интеллекту эти программы будут постепенно становиться более умными. Некоторые компании-разработчики программного обеспечения уже внедряют ИИ в своих программах, и это будет еще более распространено в предстоящие годы, что позволит автоматизировать проектные задачи. Это создаст новые функции контроля качества, всегда улучшая работу и продукты компаний, работающих над этими программами.
SolidWorks уже представила версию с использованием этой технологии автоматизации: SolidWorks Xdesign. Генеральный директор компании утверждает, что автоматизация — это будущее инжиниринга.
На его стороне и Autodesk, который также разрабатывает новые инструменты с использованием искусственного интеллекта и автоматизации. Dream Catcher — впечатляющая программа, например. Позволяя пользователям работать над регенеративными проектами, она может генерировать сотни проектов всего за несколько часов.
Облачное программное обеспечение
Программное обеспечение 3D-моделирования может иметь некоторые ограничения: эти 3D-программы были довольно «тяжелыми», работая только на одном компьютере.
Теперь, с растущим использованием того, что мы называем «облаком», множество приложений и программного обеспечения теперь расположено в облаке. Программное обеспечение САПР может быть доступно из любой точки мира и не нуждается в каком-либо процессе установки: они называются SaaS или Software-as-a-Service.
Переход на SaaS фактически меняет способ совместного проектирования и работы. Пользователи CAD нуждаются в более тесном сотрудничестве со своей командой. Вот почему облако становится настолько важным: оно улучшает сотрудничество, так как позволяет нескольким людям работать над одним и тем же файлом одновременно. Расширенное сотрудничество в настоящее время является чем-то очень важным — повышением эффективности и командной работы.
Программное обеспечение на базе облачных вычислений было чем-то невообразимым всего несколько лет назад. Теперь оно распространено практически во всех отраслях! Например, Onshape использует облачную технологию, позволяя избежать сбоев и проблем, связанных с лицензионными ключами и совместимостью.
При использовании облачной CAD-программы вам не нужно беспокоиться об обновлениях или управлении данными, поскольку вы получаете универсальный доступ ко всем данным.
Эти программы также позволяют анализировать некоторые данные: кто работал над моделью? Сколько времени прошло, чтобы закончить это? Некоторые облачные программные средства позволяют проводить данные анализы и, безусловно, могут улучшить рабочий процесс.
Облачные приложения имеют неоспоримо огромные преимущества, и они, вероятно, существенно нарастят свое присутствие на рынке в ближайшие годы.
Виртуальная реальность
Разрыв между 3D CAD и реальностью действительно может стать тоньше при использовании программного обеспечения САПР. Визуализация и рендеринг (отрисовка) постоянно улучшаются. Инструментам САПР действительно необходимо получить хорошие 3D-инструменты для этих функций, чтобы приблизить 3D-модели к реальности и достичь наилучшего предварительного просмотра проекта.
Теперь качество визуализации идет дальше: варианты виртуальной реальности теперь станут распространенными функциями программного обеспечения САПР.
Некоторые 3D-модели можно рассматривать так, как если бы они существовали в физическом пространстве, благодаря шлемам виртуальной реальности. Это может быть особенно полезно в таких секторах, как архитектура, а некоторые программные маркеры начинают разрабатывать совместимость своего программного обеспечения с 3D-оборудованием для просмотра.
Новые возможности виртуальной реальности можно было бы обнародовать в ближайшие годы, поскольку эта технология кажется действительно многообещающей для многих разных отраслей.
Строгая специализация или возможности персонализации
Еще один аспект, который делает 3D-программное обеспечение интересным для компаний, — это то, как эти программы могут соответствовать потребностям пользователя. Вот почему мы можем все больше и больше специализироваться в мире САПР. Существует множество 3D-программ, посвященных конкретным секторам, таким как электроника, архитектура и кино. Таким образом, пользователи CAD систем имеют инструменты и функции САПР, необходимые для работы над своим проектом, поскольку эти программы предназначены только для конкретного использования.
Индивидуальные CAD системы
Перед тем, как выбрать программное обеспечение для 3D-моделирования, вы спросите себя, какие из них являются наиболее полезными инструментами? Вам нужно программное обеспечение, в области химии, производства ювелирных изделий или посвященное разработке игр? Специализация САПР сейчас важна для компаний, и теперь ее не остановить!
Программное обеспечение CAD может быть более гибким, и пользователи могут иметь облегченный доступ к инструментам и функциям, которые они используют больше всего, или что будет более интересным для их проектов.
Мы уже можем сказать, что эта тенденция будет усиливаться в ближайшие годы. Действительно, различным секторам и пользователям могут потребоваться разные функции. Растущее значение для персонализации. Теперь пользователи хотят расширить и настроить свою рабочую среду, и им необходимо оптимизировать ее, чтобы использовать лучшие инструменты. Основная цель — легко создавать и настраивать продукт, благодаря программному обеспечению, адаптированному к пользователю.
Эти расширенные платформы необходимо еще раз персонализировать, чтобы улучшить повседневную работу пользователя.
Как вы можете видеть, мир программного обеспечения САПР быстро меняется, и основная цель всех этих тенденций — одна: улучшение работы пользователя. Мы уже знаем, что эти функциональные возможности будут быстро развиваться и станут довольно распространенными в предстоящие годы. Мы надеемся, что теперь у вас есть представление о том, как будут эволюционировать CAD системы и в каком направлении. Приготовьтесь к будущему 3D-моделирования!
Информационные технологии в инженерной практике
В настоящее время компьютеризация ускоренными темпами проникает в деятельность исследовательских и проектных организаций, поднимая проектную работу на принципиально новый уровень, при котором значительно ускоряются скорость и качество проектирования, сложные инженерные задачи решаются с большим обоснованием. Во многом этому способствует использование высокоэффективных специализированных программ, реализуемых как в виде самостоятельных программных продуктов, так и в виде надстроек и приложений к известным пакетам прикладных программ.
Деятельность по созданию специализированных программных продуктов и специальных технических средств для автоматизации проектных работ осуществляется в рамках создания САПР.
САПР (англ. CAD, Computer-Aided Design) – программный пакет, предназначенный для разработки (проектирования) технических объектов и оформления технологической и/или конструкторской документации (рис. 3).
Рисунок 3 – Состав и и структура САПР
В составе многофункциональных систем САПР, как правило, выделяют три составляющие: CAD, САМ, САЕ. Модули блока CAD (Computer Aided Designed) в основном используются для выполнения графических работ, модули САМ (Computer Aided Manufacturing) – для решения задач по технологической подготовке производства, модули САЕ (Computer Aided Engineering) – для инженерных расчетов, анализа и проверки проектных решений.
В наши дни все крупные научно-исследовательские и проектные институты, производственные предприятия и инжиниринговые фирмы в своей работе применяют компьютерные системы технологического моделирования (CAM/CAE-системы), сменившие программы расчета технологических процессов.
CAM/CAE-системы представляют собой «программные конструкторы», позволяющие достаточно быстро «собирать» практически любые процессы и технологические схемы, выполнять многовариантные расчеты технологических режимов функционирования, материальных и тепловых балансов, основных показателей качества сырья и продукции. Наиболее «продвинутые» системы технологического моделирования могут создавать системы и отдельные контуры автоматического регулирования и управления технологическими параметрами, выполнять расчеты технологических параметров и их влияние на выбранные показатели качества процесса и решать оптимизационные задачи. Более того, ряд систем позволяют работать не только со схемами установок, но и цехов, заводов и даже предприятий. Область применения CAM/CAE-систем – подробный анализ состояния технологии и выявление недостающей информации, необходимой для действующих производств, выработка технических решений по оптимальному проектированию новых и модернизации действующих производств, обоснование перспективных и текущих планов переработки сырья и т.
д. Таким образом, системы технологического моделирования остро необходимы в научно-исследовательских и проектных институтах и на предприятиях.
Применение технологического моделирования также очень эффективно при поиске решений по реконструкции производства и модернизации технологии. Как правило, в ходе эксплуатации предприятий время от времени возникает необходимость реконструкции некоторых технологических установок, их обвязки с предварительной проработкой альтернатив технических решений. С помощью технологических моделей объектов, действующих на предприятии, эта задача может решаться достаточно квалифицированно и с минимумом ошибок. Это объясняется тем, что расчетный анализ моделей в итоге позволяет отбросить все нерациональные варианты, уточнить концепции реконструкции, определить все приемлемые решения с минимумом затрат времени и сил. И, наконец, очень полезны технологические модели для анализа состояния технологии, а также обоснования перспективных и текущих планов.
Для профессионального использования моделирования необходима разработка технологических моделей, адекватных реальным объектам и явлениям.
Для этого модели предварительно настраивают с использованием результатов исследований потоков и параметров внутреннего состояния моделируемого объекта так, чтобы в процессе вычислительного эксперимента воспроизвести с высокой степенью точности количественные и качественные характеристики продукции, режимные параметры процесса. Основными параметрами для настройки моделей выбирают составы потоков, так как они более чувствительны к отклонениям моделей от реальных характеристик процессов. Качество проектирования и расчета новых технологических объектов зависит во многом от точности имеющейся информации о составе сырья. При этом модели разрабатываемых объектов необходимо настраивать на основании данных об эксплуатации аналогичных действующих объектов.
В настоящее время лидерами на рынке моделирующих систем являются продукты трех компаний – Hyprotech, Aspen Technologies и Simulation Sciences (SimSci).
Hysys и Hysim. Программные продукты канадской фирмы Hyprotech Ltd. предназначены для статического моделирования основных процессов нефтепереработки, газопереработки и нефтехимии.
Особое внимание в них уделяется работе с уравнением состояния Пенга-Робинсона. Программа включает различные варианты записи уравнения состояния Пенга-Робинсона, предназначенное для работы с различными правилами смещения и несимметричными коэффициентами бинарного взаимодействия, модификации для работы с аминами, гликолями и водой. В основе программного пакета лежит оригинальный алгоритм расчета ректификационных колонн любой сложности. Пакет сопряжен с форматом программы AUTOCAD через табличный ввод данных. Дополнительный модуль Hyprop служит для обработки результатов экспериментов по свойствам чистых компонентов и впоследствии полученные корреляции используют в расчетах. Помимо статического моделирования технологических схем программа позволяет осуществлять динамическое моделирование технологических цепочек и отдельных схем, а также разрабатывать схемы регулирования процессов. Широкие возможности имеются в программе по расчетам и оценке стоимости основных конструктивных характеристик различного оборудования, емкостей, сепарационного оборудования, теплообменной аппаратуры, насадочных и тарельчатых ректификационных колонн.
Программа имеет развитый графический интерфейс, интегрируется с офисными приложениями Microsoft.
Aspen Plus и Speed UP. Прораммный пакет американской компании Aspen Technologies Inc. Эти системы получили широкую известность во всем мире, особенно в среде студентов химико-технологических специальностей. Aspen Plus является открытой системой для статического моделирования процессов, в основе которых лежит химическое и фазовое превращения. В программу с развитым графическим интерфейсом включен широкий набор постоянно расширяющихся алгоритмов. Пакет позволяет производить расчеты основных конструктивных характеристик технологического оборудования, выполнять их оценку стоимости. Дополнительный модуль, совместимый на уровне данных с платформой Aspen Plus, Speed UP , является системой динамического моделирования технологических процессов. Обе программы объединены в интегрированном пакете Dyna Plus.
Pro II и ProVision – широко известные программные продукты американской фирмы Simulation Sciences, Inc.
Система Pro II была известна и использовалась на платформах мэйнфреймов и DOS/PC. Сегодня имеются реализации системы почти для всех широко распространенных платформ. В Pro II / ProVision заложены возможности моделирования практически всех химических и нефтехимических производств. Система имеет широкие возможности для обработки процессов с растворами электролитов, выполнения гидравлических расчетов реакторов, сепарационного оборудования, тарельчатых и насадочных ректификационных колонн. Через интерфейс ProVision имеется возможность подключения пакета динамического моделирования Protiss. В сотрудничестве с Shell Development Co. создан онлайновый симулятор Romeo.
Кроме программных продуктов “первого эшелона”, на рынке программного обеспечения для инженерного моделирования имеются продукты с меньшими функциональными возможностями, но тем не менее достаточными для решения основных задач инженером–технологом.
CHEMCAD. Пакет CHEMCAD разработан фирмой ChemStations, Inc. Программа включает средства статического моделирования основных процессов, в основе которых лежат фазовые и химические превращения, средства для расчета конструктивных характеристик и геометрических размеров основных аппаратов, средства для оценки стоимости оборудования.
PROSIM. Программный продукт компании Bryan Research & Engineering, Inc. включает средства статического моделирования основных процессов газопереработки и нефтепереработки. Имеются средства для расчета конструктивных характеристик и геометрических размеров аппаратов.
На российском рынке производителей программ следует отметить разработки КОМФОРТ и GIBBS.
КОМФОРТ – система моделирования, представляющая собой инструментальные средства для выполнения проектных и поверочных расчетов материальных и тепловых балансов различных химических производств. КОМФОРТ состоит из основной управляющей программы и различных модулей расчета аппаратов. Управляющая программа с выбранным набором технологических модулей создает предметно-ориентированную моделирующую программу, которая позволяет выполнять расчеты для выбранного класса химико-технологических схем (ХТС). В программе имеются средства для расчета ключевых процессов фракционирования в газопереработке.
GIBBS – моделирующий пакет, разработанный фирмой “Топэнергобизнес” в 1992 году, включающий средства моделирования большинства процессов промысловой подготовки природных газов.
Помимо прочего программа имеет средства для расчета товарных свойств фракций моторных топлив, синтеза нефтяной смеси по данным лабораторных анализов, расчета условий образования твердой фазы СО2, условий образования и ингибирования газовых гидратов, расчета дифференциальной конденсации пластовых смесей и другие модули инженерного применения.
Проектирование выполняется, как правило, с помощью специализированного программного обеспечения (CAD/CAM приложений). При этом стадии проектирования всегда предшествует исследование проекта, где выполняются отдельные общие стадии проектирования (электро-, тепло-, водоснабжение, планирование размещения объекта и т.п.), оценивается стоимость отдельных стадий и проекта в целом, составляется смета проекта, разрабатывается сетевой график выполнения проекта, анализируется финансовая эффективность проекта. И хотя исследование проекта не является задачей моделирования химико-технологических процессов, тем не менее существует специальное программное обеспечение, которое позволяет решать такие задачи, используя при этом в качестве исходных данные, полученные с помощью перечисленных выше программ.
К числу таких программ относится ICARUS PROCESS EVALUATOR (IPE), исходные данные для которого получены с помощью HYSYM, Aspen Plus, ProVision и CHEMCAD. Программа служит для выбора наиболее прибыльного проекта из нескольких вариантов, чтобы обеспечить окупаемость инвестиций после осуществления проекта. С этой целью выполняется полный анализ стоимости проекта с использованием данных о стоимостях труда, оборудования, различных типов установок, транспортировки, зданий, сооружений и т.д. При этом в случае необходимости производится подробный расчет размеров оборудования. Как итог – на основе общих характеристик проекта и сметных расчетов разрабатывается сетевой график производства работ, и затем – выполняется подробный финансовый анализ.
Современные средства моделирования, используемые для анализа, разработки и проектирования новых производств, а также анализа работы действующих, очень многообразны. Они позволяют автоматизировать почти все стадии инженерного труда и минимизировать затраты трудовых ресурсов, денежных средств и рабочего времени.
При этом получается оптимальное решение поставленной задачи с учетом имеющихся данных и опыта. Очевидно, что конкурентное развитие технологии и техники немыслимо без широкомасштабного использования подобных средств моделирования в исследовательских и проектных организациях и на производстве.
Широкое распространение в наши дни получили системы, ориентированные на создание “открытых” (расширяемых) базовых графических модулей CAD, в которых модули для выполнения технологических или расчетных задач (соответственно блоки САЕ и САМ) остаются для создания специализирующемся на соответствующем программировании организациям. Эти дополнительные модули могут использоваться и без CAD-систем самостоятельно, что практикуется в строительном проектировании.
Крупнейшим в мире поставщиком программных продуктов для гражданского и промышленного строительства, рынка средств информации, машиностроения является фирма Autodesk, Inc. Начиная с 1982 года, этой компанией создается широкий спектр программных решений для конструкторов, инженеров, архитекторов, позволяющих им создавать цифровые модели проектов.
В России очень широко распространен программный комплекс AutoCAD. Разработанный компанией Autodesk несколько десятилетий назад, долгое время он отвечал всем требованиям проектировщиков, обладая широкими возможностями адаптации к запросам пользователя и богатым инструментарием.
Система CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) – одна из наиболее распространенных высокоуровневых систем автоматизированного проектирования (рис. 4). Это комплексная система проектирования (CAD), технологической подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (САЕ), которая аккумулирует передовой инструментарий 3D-моделирования, включает подсистемы программной имитации технологических процессов, средства анализа и единую базу данных графической и текстовой информации. Программный пакет может эффективно решать все задачи технической подготовки производства, начиная от внешнего (концептуального) проектирования и до выпуска спецификаций и чертежей.
Рисунок 4 – Пример работы в программе CATIA
DesignCAD 3D Max – простой в использовании программный продукт 2D/3D-моделирования(рис.
5). В программе предусмотрена возможность твердотельного моделирования и создания анимации, презентаций. С помощью этой программы можно создавать 3D модели объектов, проектировать двигатели, механические детали, выполнять чертежи печатных плат и др. DesignCAD 3D Max является универсальным инструментарием САПР для продвинутых и начинающих проектировщиков.
Рисунок 5 – Пример работы в программе DesignCAD 3D Max
Google SketchUp – удобный и простой инструмент для создания, обработки и визуализации трехмерных моделей(рис. 6). Он позволяет качественно и быстро создавать любые построения различного уровня сложности – от эскизного до готового проекта. Кроме этого, Google SketchUP позволяет создавать презентации проектов и многостраничные документы, аннотировать множество масштабированных моделей на одной странице.
Рисунок 6 – Пример работы в программе Google SketchUp
GstarCAD – это средство для создания чертежей в общепринятом формате DWG/DXF(рис.
7). Программа является достойной заменой AutoCAD и по соотношению цена/качество отличной альтернативой другим распространенным российским и зарубежным аналогам. Благодаря тому что в GstarCAD применяются современные технологии производства систем проектирования, в основе которых лежат новейшие разработки Open Design Alliance и ITC, пакет GstarCAD является полностью совместимым со всеми существующими CAD-программами и САПР-системами, работающими с форматом графики DWG.
Рисунок 7 – Пример работы в программе GstarCAD
IronCAD – это профессиональная САПР последнего поколения(рис. 8). Она представляет собой полнофункциональный инструментарий разработчиков, в котором используются как классические методы параметрического моделирования, так и инновационный метод прямого редактирования. Программная система IronCAD предоставляет пользователю мощнейший инструмент для создания чертежей. По своим функциональным возможностям программа является достойным конкурентом T-Flex, AutoCAD, КОМПАС 3D, SolidWorks.
Рисунок 8 – Пример работы в программе IronCAD
NanoCAD – первая свободно распространяемая отечественная САПР-платформа для различных отраслей(рис. 9). Платформа nanoCAD имеет интуитивно понятный интерфейс, содержит все необходимые инструменты базового проектирования, а благодаря непосредственной поддержке формата DWG и совместимости с другими САПР-решениями является одним из лучших выборов при переходе на альтернативные САПР-системы.
Рисунок 9 – Пример работы в программе NanoCAD
OmniCAD – программная среда 2D-черчения, проектирования и 3D-поверхностного моделирования.(рис. 10)
Рисунок 10 – Пример работы в программе OmniCAD
Система T-FLEX CAD – эффективное средство для профессиональной работы конструктора(рисю. 11). Включает в себя средства 2D-черчения, 3D-проектирования, модули динамического и конечно-элементного анализа. Первая в мире САПР-система с геометрической параметризацией.
Рисунок 11 – Пример работы в программе T-FLEX CAD
Pro/ENGINEER – система, охватывающая все сферы проектирования, технологической подготовки производства и изготовления изделия(рис.
12). Широкий спектр возможностей средств трехмерного моделирования, высокое качество результата проектирования, устойчивость его к последующим модификациям и доработкам сделали Pro/ENGINEER одним из лидеров CAD/CAM/CAE-систем, а существование прямого доступа в систему полной поддержки жизненного цикла изделия Windchill PDMLink выводит Pro/ENGINEER в разряд PLM-систем.
Рисунок 12 – Пример работы в программе Pro/ENGINEER
TurboCAD – универсальное программное приложение для профессионального проектирования в формате CAD, использующее совмещенное 2D- и 3D-редактирование(рис. 13). Возможности промышленного стандарта ACIS совмещаются с поверхностным моделированием. TurboCAD Professional поддерживает двадцать пять самых распространенных форматов файлов, в том числе AutoCAD DWG/DXF, MicroStation DGN, IGEN, 3DS, STL и др. Имеется возможность экспорта проектов в MTX, HTML, JPG. TurboCAD Professional включает реалистический рендеринг, 3D-моделирование с оболочками и лофтингом, работу с файлами AutoCAD, обучающие программы, возможность работы с сетью Internet.
TurboCAD полностью настраивается, совместим с Microsoft Office и содержит встроенный Microsoft VBA. Приложение также содержит Software Development Kit и Visual Basic Macro Recorder.
Рисунок 13 – Пример работы в программе TurboCAD
VariCAD – предназначенная для инженерного проектирования САПР(рис. 14). VariCAD содержит библиотеки стандартных механических деталей (ANSI, DIN), все необходимые для них методики расчетов, инструменты 3D-моделирования и 2D-черчения. VariCAD – это CAD-решение, позволяющее создавать, модифицировать и подсчитывать стоимость проектируемых моделей и обладающее хорошей функциональностью, простым и интуитивно понятным интерфейсом.
Рисунок 14 – Пример работы в программе VariCAD
КОМПАС – разработанная российской компанией «АСКОН» система автоматизированного проектирования с возможностями оформления конструкторской и проектной документации по стандартам ЕСКД и СПДС. Существует в двух версиях: КОМПАС-3D (рис.
15) и КОМПАС-график, предназначенных, соответственно, для трехмерного проектирования и плоского черчения.
Рисунок 15 – Пример работы в программе КОМПАС
SolidWorks – продукт компании SolidWorks Corporation, система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения (рис. 16). Пакет представляет собой инструментальную среду, предназначенную для автоматизации проектирования сложных изделий в машиностроении и в других областях промышленности.
Рисунок 16 – Пример работы в программе SolidWorks
ANSYS – универсальная программная система конечно-элементного анализа, развивающаяся на протяжении нескольких десятилетий, является довольно популярной у специалистов в области компьютерного инжиниринга и конечно-элементного решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твердого тела и механики конструкций(рис.
17).
Рисунок 17 – Пример работы в программе ANSYS
Сегодня перспективой развития САПР-систем является тесная интеграция со смежными программами. Суть этой интеграции заключается в установлении тесной взаимосвязи между расчетными и чертежными программами. Такая интеграция позволяет за счет автоматизации процессов объединить в едином информационном пространстве все стадии технологических расчетов, моделирования и проектирования и, следовательно, избежать дорогостоящих и длительных циклов разработки типа «проектирование – изготовление – испытания».
Следующая тема
10 лучших бесплатных программ САПР, которые вы должны использовать в 2022 году
Автоматизированное проектирование (обычно называемое САПР) стало неотъемлемым фактором, который двигает мир вперед. САПР позволяет вам проектировать все, от крошечных элементов электронного оборудования до больших зданий, плотин и многого другого. Естественно, программы САПР стали дорогими, поскольку большинство профессионалов используют их для проектирования вещей.
А если вы студент или фрилансер, покупка дорогого программного обеспечения САПР становится далекой мечтой. Но не о чем беспокоиться, поскольку мы составили список из 10 лучших бесплатных программ САПР, которые не уступают платным. Итак, без промедления, давайте проверим лучшее бесплатное программное обеспечение САПР в 2022 году.
Лучшее бесплатное программное обеспечение САПР (2022 г.)
Здесь мы составили список из 10 лучших бесплатных программ САПР, которые вы можете использовать в 2022 году. Последнее будет полезно, когда ваше учреждение использует тот или иной инструмент, и вам тоже нужно его использовать.
Содержание
1. FreeCAD
FreeCAD, как следует из названия, — это бесплатное программное обеспечение САПР с открытым исходным кодом, которое выбирают как новички, так и профессионалы. Если вы хорошо разбираетесь в основах моделирования САПР, то это программное обеспечение будет для вас лучшим выбором. Преподаватель или программист также может извлечь максимальную пользу из FreeCAD, учитывая его многоцелевое поведение и интуитивно понятный интерфейс.
Несмотря на то, что это бесплатный инструмент, пользовательский интерфейс FreeCAD почти не уступает профессиональным программам САПР. Он также обладает множеством функций. Вероятно, наиболее важной особенностью FreeCAD является параметрическая модель. Это позволяет вам вернуться и отредактировать свои действия, чтобы получить наилучшие результаты. Программное обеспечение также имеет модульную архитектуру, что позволяет вам устанавливать плагины для дополнительных необходимых вам функций.
Кроме того, с точки зрения продвинутого пользователя его способность быть реализованным в приложении с помощью модулей Python делает его весьма полезным. Дополнительные функции FreeCAD включают модуль имитации роботов, который помогает вам изучать движение роботов, модуль рендеринга для экспорта вашего проекта во внешние средства визуализации и многое другое. Подводя итог, если вы ищете бесплатное программное обеспечение САПР для начинающих, то FreeCAD — отличный выбор.
Я бы сказал, что даже профессионалы могут использовать его, учитывая инструменты и функции, которые он содержит.
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| Completely free | Can be a little unintuitive |
| Offers a plentiful selection of tools |
Visit Website (Free)
2. Tinkercad
Предположим, вы находитесь дома у своего друга и вам звонят, чтобы спроектировать простую 3D-модель. Теперь на ПК вашего друга не установлено программное обеспечение САПР, но у вас под рукой есть мощное подключение к Интернету. В таких случаях у вас есть решение в Tinkercad. Это онлайн-решение для 3D Digital Designs. Лучшее в Tinkercad то, что он не требует никакого предыдущего опыта и его можно использовать бесплатно.
Программа не так многофункциональна, как другие программы САПР.
Но если вам нужна простая платформа для разработки моделей, особенно для 3D-печати, то Tinkercard — лучшее решение. Кроме того, Tinkercard является частью семейства Autodesk, поэтому вы получаете все виды интеграции и поддержку форматов файлов.
Что мне больше всего нравится в Tinkercad, так это то, что он привлекает молодежь к изучению САПР. Молодым зрителям это может показаться неинтересным, но лекции очень веселые. Здесь есть чему поучиться. Вы можете изучить 3D-дизайн, дизайн электроники, кодовые блоки и многое другое . Есть даже учебники по созданию моделей Minecraft.
В галерее вы можете найти то, что создают и чем делятся другие пользователи. Некоторые другие функции Tinkercad включают интеграцию со службами 3D-печати, поддержку HTML5 и мощную библиотеку геометрии. Tinkercad — отличная онлайн-платформа для начала изучения САПР, а также идеальное программное обеспечение САПР для 3D-печати. Тем более, когда услуга не стоит вам ни копейки.
| Pros | Cons |
|---|---|
| Free | Doesn’t support 2D to 3D modelling |
| Easy to use even for relative beginners |
Посетите веб-сайт (бесплатно)
3.
LibreCADВ отличие от других программ САПР в этом списке, LibreCAD — это программа для 2D-моделирования для Windows, macOS и Linux. Это бесплатное программное обеспечение САПР с открытым исходным кодом, которое вы можете использовать как в личных, так и в коммерческих целях. LibreCAD использует некоторые библиотеки из другой программы САПР под названием BRL-CAD.
Он предлагает интерактивный геометрический дизайн, трассировку лучей для рендеринга и анализа, набор тестов и многое другое. Вы можете создавать геометрические 2D-проекты, печатные платы, математические фигуры и т. д. в настраиваемом интерфейсе, что приятно. Кроме того, он поддерживает форматы файлов DWG и DWF, поэтому вы можете легко импортировать сохраненные проекты из AutoCAD или других приложений САПР.
Кроме того, вы можете экспортировать свой 2D-дизайн в форматы DXF, SVG и PDF. LibreCAD также поддерживает плагины, поэтому вы можете добавлять расширенные инструменты, просто установив сторонний плагин.
Если вы ищете бесплатное программное обеспечение САПР для начинающих, интересующихся 2D-моделированием, LibreCAD — лучшая программа.
| Pros | Cons |
|---|---|
| Completely free | Can be a little unintuitive |
| Offers a plentiful selection of tools |
4. OpenSCAD
Если вы согласны с , используйте язык текстового описания для создания 3D-объектов САПР , вы можете обнаружить, что OpenSCAD является эффективным бесплатным программным обеспечением САПР. Есть несколько сценариев, когда вам может понадобиться такой интерфейс, особенно если вы работаете в профессиональной сфере. Вы должны быть как можно более конкретными при моделировании вещей, и вы увидите, насколько полезен OpenSCAD в таких случаях.
Программное обеспечение поставляется с подробным документом, в котором рассказывается о параметрах, которые следует учитывать при описании. Он предлагает впечатляющий уровень документации, которая поможет в долгосрочной перспективе, особенно если вы только начинаете.
Пользовательский интерфейс ориентирован на разработчиков, так что вы можете использовать OpenSCAD, если он вас устраивает. OpenSCAD доступен для устройств Windows, Linux и macOS. Разработчики говорят, что они находят OpenSCAD превосходным инструментом для проектирования, так как им не приходится иметь дело с меню или ярлыками, это чистый код. Однако это означает, что программное обеспечение не для новичков. Если вы только начинаете работать с САПР, это не для вас.
| Плюсы | Минусы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Открытый исходный код | может быть немного неинтуитивным | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Отлично для людей с 0 | . Посетите веб-сайт (бесплатно) 5. ZBrushCoreMini (ранее Sculptris)ZBrushCoreMini — еще одно бесплатное программное обеспечение САПР, ориентированное на 3D-скульптуру и 3D-моделирование. Он сделан одним из лидеров отрасли под названием Pixologic. Инструмент имеет профессиональный пользовательский интерфейс, и любой может освоить его за меньшее время, если вы знаете основы творческого проектирования. Здесь есть несколько функций, очень полезных при разработке . Например, поддерживается как навигация ZBrush, так и навигация стандартного уровня. ZBrushCoreMini даже предлагает поддержку плагинов , с помощью которых можно расширить возможности и производительность. Кроме того, есть некоторые функции, ориентированные на скульптинг и дизайн, которые вы можете найти на официальном сайте. Это программное обеспечение САПР доступно для macOS и Windows с системными требованиями 1 ГБ ОЗУ или более. Другие заслуживающие внимания функции Sculptris включают кнопку GoZ, которая позволяет перенести вашу сетку в ZBrush, динамическую тесселяцию, иммерсивный интерфейс, проекционное рисование и многое другое.
Посетите веб-сайт (бесплатно) 6. SketchUp SketchUp — это программное обеспечение профессионального уровня, используемое для 3D-моделирования в нескольких отраслях, таких как дизайн интерьера, архитектура, проектирование, разработка дизайна видеоигр и т. д. Как вы уже догадались, SketchUp — это платный инструмент, но он предлагает бесплатный уровень для личных пользователей и студентов. Однако бесплатный сервис доступен только на его веб-платформе. Вы можете создавать 3D-модели, визуализировать их и сохранять проект в формате DWG. Одним из заметных дополнений SketchUp является , его библиотека сборок моделей с открытым исходным кодом и 3D Warehouse , достаточно большая коллекция 3D-моделей, загруженных другими пользователями. Кроме того, , поскольку это инструмент, разработанный с использованием Ruby, также поддерживает расширения . Extension Warehouse SketchUp — важная функция для тех, кому нужна повышенная производительность. Кроме того, если вы хотите использовать его собственное приложение, вы можете попробовать SketchUp Pro, доступный для 30-дневной пробной версии. Так что есть время все проверить перед покупкой. В целом, бесплатная веб-версия SketchUp — отличный инструмент как для начинающих, так и для профессионалов. Если Tinkercard окажется слишком примитивным для ваших нужд, то Sketchup будет идеальной альтернативой, поскольку он предлагает расширенные инструменты без многих ограничений в Интернете.
Visit Website (Free for personal use, Paid plans от 119 долларов в год) 7. Fusion 360 Для тех, кто не знает, Fusion 360 — это CAD-программа, разработанная Autodesk. доступен бесплатно, чтобы сделать автоматизированное проектирование доступным для студентов, создателей и даже любителей . Таким образом, это одно из лучших приложений для студентов. Fusion 360 делает упор в первую очередь на создание концепций, что делает его отличным инструментом для обучения. Самое приятное в Fusion 360 то, что вы можете делать все в одном месте. Вы можете создавать 3D-проекты, визуализировать сложные механические конструкции, разрабатывать собственные траектории, запускать симуляции, сотрудничать через облако и многое другое. Кроме того, если вы расширите свой проект в будущем, вы можете легко перенести его в программное обеспечение CAM или CAE. Это здорово, правда? Кроме того, можно также унифицировать элементы дизайна из разных проектов , создать прототип и даже производить на единой платформе. Это лучшая часть программы на платформе Autodesk. В целом, Fusion 360 — одна из лучших бесплатных программ САПР, и если вы новичок в этой области, то этот инструмент станет вашим первопроходцем.
Посетите веб-сайт (бесплатно для личного использования, платные планы начинаются с 495 долларов США в год) 8. AutoCADКогда дело доходит до 3D-моделирования, AutoCAD не нуждается в особом представлении, поскольку уже много лет является отраслевым стандартом. Это премиальная программа, но вы можете получить это программное обеспечение САПР бесплатно по годовой студенческой лицензии . Если вы не знали, AutoCAD также является частью семейства Autodesk, и он очень дорогой, так что ни один студент не может его себе позволить. Однако компания также знает, что если студенты не умеют пользоваться AutoCAD, они его не изучат. И это повредит продажам в будущем, когда эти студенты станут выпускниками и профессионалами. В студенческой версии вы получаете все возможности AutoCAD . По сравнению с планом AutoCAD за 200 долларов в месяц эта студенческая версия действительно превосходна. Вы можете создавать сложные сборки, разнообразные металлические конструкции и моделировать их внутри программы. Ассортимент передовых инструментов и палитр в AutoCAD невероятен. Кроме того, AutoCAD имеет достаточно широкий спектр доступной документации, которую вы можете использовать для ознакомления с основными и дополнительными функциями инструмента. Поэтому, если вы студент, я настоятельно рекомендую вам выбрать AutoCAD, поскольку он бесплатный и предлагает множество функций. Посетите веб-сайт (бесплатно для студентов, платные планы начинаются от 1690 долларов США в год)
 Вы можете создавать сложные твердотельные и поверхностные модели прямо из браузера, не опасаясь потерять прогресс в проектировании. Поскольку Onshape представляет собой веб-платформу, все ваши действия мгновенно сохраняются в облаке, что защищает вас от потери данных. В системах автоматизированного проектирования потеря прогресса проектирования является серьезной проблемой, поскольку ваш проект со временем расширяется. Помимо этого, Onshape поставляется с тремя основными инструментами проектирования: детали, сборки и чертежи. Вы можете создавать хорошо структурированные и детализированные сборки на основе уникальной базы данных архитектурных проектов. А для рисования вы можете легко импортировать файлы DWG, DW или DXF , если вы раньше работали в Autodesk. Вы, должно быть, думаете, что Onshape — это программа премиум-класса, причем дорогая, так почему же мы ее рекомендуем? Программное обеспечение доступно для студентов, преподавателей и любителей абсолютно бесплатно.
|
Вам нужно будет пройти все основы 3D-дизайна и моделирования, моделирования, генеративного проектирования и многого другого.
Итак, что еще вы хотите? Мощное облачное программное обеспечение со всеми современными инструментами для ваших дизайнерских нужд. В каком-то смысле Onshape — одна из лучших бесплатных программ САПР на данный момент.
Самое приятное в nanoCAD то, что он полностью совместим с форматом файлов DWG. Так что в случае, если вы захотите перенести свой проект в другое место в будущем, эта функция вам поможет.
Более того, если вы ищете конкретно AutoCAD, даже он доступен для студентов бесплатно. Таким образом, если у вас есть идентификатор электронной почты учащегося, вы можете сразу же приступить к работе с AutoCAD совершенно бесплатно.
Я попытался включить как простое в использовании, так и доступное программное обеспечение САПР, а также некоторые профессиональные инструменты, которые могут потребовать некоторого изучения. Некоторые из этих программ предлагают недорогие студенческие версии, что должно стать благом для учащихся. Тем не менее, если вы считаете, что мы упустили какое-либо хорошее программное обеспечение САПР, сообщите нам об этом в комментариях ниже.
Если у вашей группы разработчиков продукта закончились идеи, быстрый доступ к библиотекам САПР должен помочь. У вас могут быть проблемы с бюджетом, и у вас не остается другого выбора, кроме как рассмотреть возможность бесплатного программного обеспечения САПР на рынке. У них может не быть того удивительного фактора, который предлагают премиальные, но они также помогут вам достичь этого.
Тем не менее, это не должно мешать вам отставать от технологии.
Однако это происходит сейчас, и это может быть хорошей новостью только для небольших фирм, которые не могут позволить себе жесткие условия лицензирования.
Кроме того, поставщик разрешит только 30-дневную бесплатную пробную версию последней версии 2019 года.
Существует редакция Enterprise, но вам необходимо запросить для нее расценки.
Создавайте и тестируйте прототипы с помощью программы и исследуйте возможные результаты продукта еще до того, как он попадет на конвейер. Прежде чем делать физическую копию продукта, убедитесь, что проблемы с весом, производительностью и деталями решены.
После этого они доставят ваши творения к вашему порогу, вырезанные лазером и готовые к презентации.
Существует партнерство с BRL-CAD и JetBrains, которые предоставили свои лицензии CLion.
QCAD — одна из тех платформ, которые вы можете использовать, как только возьмете ее в руки. Программное обеспечение доступно для платформ Windows, macOS и Linux.
Заметным преимуществом 3D Slash является то, что создатели могут демонстрировать свои проекты в социальных сетях. Если это не вариант, они могут вместо этого выбрать 3D-принтер.
nanoCAD обладает большей частью того, что делает программное обеспечение САПР обязательным; возможность редактировать, проверять, совместно использовать и управлять моделями САПР, но в основном ничего из того, что затрудняет освоение программного обеспечения САПР с самого начала.
Если вы работаете в строительной отрасли, вам это может понадобиться больше, чем платформа САПР.