Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Cadcam

Computer Graphics, CAD/CAM/CIE

  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Cadcam

  1. 1. КОМПЮТЪРНА ГРАФИКА И CAD/CAM СИСТЕМИ Доц. М. Иванова
  2. 2. Компютърно подпомогнатото проектиране (Computer-Aided Design - CAD) • CAD системи - софтуер за разработване на инженерни и архитектурни проекти с възможности за двумерно (2D) и тримерно (3D) представяне на моделите
  3. 3. Компютърно подпомогнатото производство (Computer-Aided Manufacturing - CAM) • CAM - включва използване на компютър, за да се подпомогне производствения процес • Често изходната информация от CAD системите представлява вход за CAM • Когато CAD и CAM работят съгласувано, резултатът се нарича CADCAM и става част от компютърно интегриран производствен процес (Computer-Integrated Manufacturing - CIM) на една фирма
  4. 4. CAD/CAM системи • CAD/CAM системите подпомагат по-голяма част от стъпките от жизнения цикъл на продукта • Жизненият цикъл има две фази: – Проектиране - идентифициране на потребностите за проектиране и създаване на спецификация, раработване на документация, оценяване, анализ, оптимизация и завършване на проектирането – Реализиране - планиране, контрол на качеството, пакетиране, маркетинг и доставяне
  5. 5. Компютърно подпомогнатото инженерство (Computer-Aided Engineering - CAE) • CAE - използване на информационните технологии с цел подпомагане изпълнението на инженерни задачи, като: – анализ – симулиране – проектиране – производство – планиране – диагностика – поправяне
  6. 6. CAD системи • Причини за използване : – повишаване производителността на проектирането – подобряване качеството на проектите – създаване на по-добра проектна документация – изграждане на база данни за производството
  7. 7. CAD системи • Етапи на проектиране
  8. 8. Геометричен модел в CAD система • Геометричното моделиране с CAD - изготвяне на математическо описание на геометрията на обекта – Двумерни системи – Прости тримерни системи – Тримерни системи, позволяващи проектиране на повърхнии и криви с произволна форма – Тримерно проектиране с твърди тела
  9. 9. Геометричен модел в CAD система • Двумерни системи – Чертежи на механични части – Електически и електронни схеми – Схеми за разполагане на машини и други – Архитектура и строително инженерство – Технически публикации и графичен дизайн – Картография
  10. 10. Геометричен модел в CAD система • Прости тримерни системи – 2½ системи – моделът е 2D с постоянна стойност по оста Z – 3D с мрежови фрейми (wire frame) – моделът на обекта се описва чрез ръбове и контури – липсва информация за повърхнините, трудно автоматичното махане на скирити линии или повърхнини – картографски системи
  11. 11. Геометричен модел в CAD система Прости тримерни системи • При машинното инженерство: - поектиране на части - проектиране на сглобяване - числово програмиране на пътя на инструментите - програмиране на роботи • Архитектура и строително инженерство: - проектиране на сгради - структурен анализ - проектиране на ВИК - проектиране на квартали, градове и други - вътрешен дизайн • Електроника и електротехника - проектиране на чипове - проектиране на платки • Картография - подготовка на карти
  12. 12. Геометричен модел в CAD система Тримерни системи, позволяващи проектиране на повърхнии и криви с произволна форма • Моделът се изгражда главно чрез криви на Безие, Б-сплайни и други • Намират приложение в: – Проектиране на щампи, отливки и матрици в машиностроенето – Проектиране на каросериите на коли, кораби и самолети – Рекламни материали
  13. 13. Геометричен модел в CAD система • Тримерно проектиране с твърди тела - описва напълно геометрията на обектите и дава информация и за обема – Конструктивна твърдотелна геометрия (CSG) – Моделът се изгражда посредством примитивни форми, като контруктивни блокове и булеви операции (обединение, сечение и други) – Гранично представяне (B-rep) – Обектът се представя посредством своите гранични повърхнини. С помощта на операции подобни на CSG могат да се композират обекти от стандартни повърхнини
  14. 14. Функции на CAD за инженерен анализ • анализ по метода на крайните елементи • пресмятания за обем и тегло • кинематична симулация • анализ на вериги и симулация
  15. 15. Функции на CAD за инженерен анализ • Метод на крайните елементи - сложното тяло се декомпозира на основни елементи, всеки от които има геометрична форма и е направено от един материал • Използва се за: – Статичен и динамичен анализ на сложни структури като самолети, мостове, сгради, коли и други – Анализ на флуиди – Проблем на триенето – Термичен анализ
  16. 16. Функции на CAD за оценка на проекта • Автоматично оразмеряване • Проверка дали два обекта заемат едно и също пространство • Кинематична проверка – обикновено се включва и анимация
  17. 17. Области на приложение на CAM A. Планиране на производството – Оценка на себестойността на продукта – Компютърно подпомогнато управление на процесите (изготвянето на планове, включващи последователността на операциите и работни центрове, необходими за производството на даден продукт и съответните негови компоненти) – Компютъризирани системи с данни за машините – Компютърно подпомогнато числово управление на производството на части – Изработка на работни стандарти (изчисляване на стандартно време за дадена операция) – Компютърно подпомогнато балансиране на поточни линии – Планиране на продукцията и складовите наличности
  18. 18. Области на приложение на CAM Б. Управление на производството • Управление на производството е свързано с управление и контрола на физическите операции в завода - управление на процесите, контрол на качеството, управление на ниво цех, мониторинг и други • CAM намира приложение при транспортни линии за сглобяване, числов контрол, индустриални роботи, системи за складиране и гъвкави производствени системи • Управлението на цехово ниво е свързано със събиране на информация от всяка една операция в завода и използването й за адекватно управление на продукцията и инвентара
  19. 19. Връзката между CAD и CAM системи CAD CAM NC програмиране Проектиране на инструменти и закрепвания Инспекция Контрол на инвентара Планиране Пресмятане на разходи и цена Създаване на чертежи и данни Графично изобразяване Автоматизиран чертеж Анализ на проекта
  20. 20. CIM архитектура Предимства на CIM архитектурата са: – по-лесно адаптиране към нови бизнес перспективи и промени в технологията – ефективно управление и употреба на компютърните системи – в условията на бързо променяща се бизнес среда това спомага за светкавично реагиране – по-голяма гъвкавост
  21. 21. Елементи на CIM система
  22. 22. Стратегия на избор на CAD/CAM/CAE системите • CAD/CAM/CAE (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing/Computer Aided Engineering) (компютърно подпомогнато проектиране, производство и инженеринг • Автоматизираното проектиране може да се определи като технология за използване на компютърни системи за създаване, модифициране, анализ и оптимизиране на проектни решения
  23. 23. Характеристика на традиционната организация на инженерния процес • недостатъците на последователния инженеринг са следните: – всеки етап трябва да завърши преди да започне следващия – връщане назад при всяка промяна
  24. 24. Нова организация на инженерния процес - паралелен инженеринг • създаването на временни работни групи по изделия
  25. 25. Нова организация на инженерния процес - паралелен инженеринг • Специалистите от различните отдели работят паралелно, а не последователно, като комуникацията помежду им се осъществява посредством тримерните модели • При паралелния инженеринг всички членове на екипа имат достъп до главния модел, но само един от тях има право да го модифицира. По този начин се осъществява централизиран контрол над целостта на данните
  26. 26. Нова организация на инженерния процес - паралелен инженеринг • Предимства на паралелния инженеринг : – Измененията в проектираното изделие са по- малко на брой в сравнение с традиционния подход – Количественият максимум на измененията настъпва по-рано (измененията се извършват предимно на по-ранните етапи на проектирането) – Промените по време на производството са много по-малко
  27. 27. Как трябва да се оценява покупката на CAD/CAM/CAE система? Единствената възможна база за изчисляване на ефекта от внедряването на CAD/CAM/CAE система, е влиянието й върху общите финансови резултати на фирмата Обща печалба = V x P x N%, където V – обем продажби P – средна цена на единица изделие N% – средна норма на печалбата
  28. 28. • В съвременното машиностроене се наблюдават следните основни тенденции: – Намаляване на времето за разработка на изделията – Съкращаване на жизнения цикъл на изделията – Намаляване на пазарните цени – Повишени изисквания за качество – Засилване на конкуренцията
  29. 29. • Резултатите от внедряването на CAD/CAM/CAE система в среда на паралелен инженеринг са следните: – намаляване на измененията в късните етапи на жизнения цикъл на изделието – по-бързо получаване на нови изделия – повишаване прецизността на проектирането
  30. 30. Икономически ефект от намаляване на измененията в късните етапи на жизнения цикъл на изделието цената на отстраняване на една грешка в машиностроенето до голяма степен зависи от това на кой етап е открита: В ранните етапи на проектирането цената е 1x В работното проектиране 10x При започнало серийно производство 100x След излизане на изделието от завода >1000x
  31. 31. Разпределение на измененията при последователния и паралелен инженеринг Изменения Време Паралелен инженеринг Последователен инженеринг
  32. 32. Икономически ефект от по-бързото получаване на нови изделия • По-ранната поява на едно изделие на пазара по правило увеличава общия обем продажби за целия жизнен цикъл Продажби Време Нереализирани продажби
  33. 33. Икономически ефект от повишаване прецизността на проектирането • разходите за проектиране представляват едва около 5% от общите разходи, влиянието на проектирането върху качеството на изделието е огромно (близо 70%) Проек- тиране ВЛИЯНИЕ ВЪРХУ КАЧЕСТВОТО Материали Труд Други СТРУКТУРА НА РАЗХОДИТЕ В МАШНОСТРОЕНЕТО
  34. 34. Проблеми при приложението на CAD/CAM/CAE системи • Основна цел на внедряването е не самата CAD/CAM/CAE система, а паралелна среда „от идеята до продукта” (Concurrent Art-to-Product Environment - CAPE) Начин на проектиране Ръчно Преход CAD/CAM Преход CAPE Производителност
  35. 35. Проблеми при приложението на CAD/CAM/CAE системи • Причини за временните спадове на производителността през преходните периоди: – Реорганизация на фирмата – Недостатъчно обучение – Промяна на набора от умения – Промяна на технологиите
  36. 36. Загуби от неравномерното влагане на средства за обновяване и развитие на съществуващата система Неравномерно влагане на средства Производителност Време Загуби Равномерно влагане на средства
  37. 37. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 1: Трябва да сте сигурни, че компютърният модел, които използвате за анализ, е същият CAD модел, който използвате при конструирането – софтуерът за създаване на модела да бъде от същия производител както и софтуера за анализ
  38. 38. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 2: Убедете се, че вашият екип работи с един главен модел, който е актуален по всяко време – Ако в резултат на анализа се наложат изменния в конструкцията, направо се променя главния модел. Това ще ви помогне да избегнете проблемите на прехода към различен модел или различна програма за анализ
  39. 39. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 3: Избегнете проблемите при работа със софтуери на различни производители, като използвате една интегрирана система – Деловите връзки също се променят. Връзките, които днес съществуват между двама производители на софтуер, могат да се разтрогнат след няколко години, което временно ще осакати вашите възможности за конструиране
  40. 40. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 4: Трябва да сте сигурни, че съществува централизиран контрол над целостта на данните – Ясно осъзнайте разликата между „паралелна асоциативност” и „двупосочна асоциативност”, преди да направите своя избор – Двупосочна асоциативност - всеки който има достъп до вашия модел, може да внася промени, не се осигурява никакъв контрол над главния или базовия модел, за да се следи целостта на данните – Системата, която ще изберете, трябва да решава двата важни проблема на компютърното конструиране в екип: • Достъп и контрол над главния модел • Информиране на членовете на екипа за промените в модела – Паралелната асоциативност решава и двата проблема
  41. 41. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 5: Уверете се, че вашият софтуер е лесен за използване, както при моделиране, така и при анализ – Потърсете софтуер, който включва онлайн експертни системи, подпомагащи вашия екип по време на решаване на задачите на анализа – За вас е изгодно намаляване на непосредственото обучение, по-бързо използване на софтуера и по-малко повторни обучения
  42. 42. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 6: Трябва да сте убедени, че вашата система позволява на конструкторите да работят по начина, по който те обикновено мислят – Избягвайте системи (системи за „параметрично моделиране” ), които карат вашите конструктори да дефинират всички параметри на детайла, когато за първи път го описват в CAD
  43. 43. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 7: Вашата система трябва да предлага „оптимизация” и това да е директно свързано с главния CAD модел – Новите софтуерни системи се характеризират с напреднала форма на интелигентна помощ, наречена оптимизация – Това е средство, което помага на конструктора да създаде коректна геометрия, с цел да бъдат постигнати оптималните характеристики на изделието (например минимално натоварване или максимална здравина)
  44. 44. Правила за избор на CAD/CAM/CAE система • Правило 8: Изберете доставчик с отлична репутация, с добри финансови показатели и перспектива за дългосрочно сътрудничество – Общите разходи за внедряване на софтуерната технология се определя главно от разходите за обучение, а не от първоначалната цена на софтуера. – Убедете се, че избирате доставчик, който ще бъде стабилен в дългосрочен период, има технически потенциал да се развива заедно с вас и предлага добър софтуер
  45. 45. Изграждане на изборната стратегия • Формирайте многофункционален екип за избор – В процеса на избор включете всички, които ще внедряват софтуера в тяхната ежедневна работа – както ръководители, така и крайни потребители
  46. 46. Изграждане на изборната стратегия • Проведете дискусия с екипа за избор • Накарайте участниците в много функционалния екип да оценят технологията, която използвате до момента, направете списък на ключовите възможности, които според вас новата система трябва да предложи, разделете хората на по-малки групи и ги накарайте да добавят към списъка допълнителни възможности • Завършете сбирката, като поставите на участниците две задачи: – Да оценят доколко използваната до момента технология притежава възможностите, включени в списъка – Да определят относителната важност на всяка възможност
  47. 47. Изграждане на изборната стратегия • Срещнете се с доставчиците на софтуер – Поканете основните доставчици на софтуерни технологии да ви запознаят накратко с последните си разработки. Помолете ги за имената на техните клиенти, приоритетно на тези от вашата производствена сфера
  48. 48. Изграждане на изборната стратегия • Потърсене оценката на други компании • Опитайте се да посетите компании, които работят във вашата производствена сфера • Тяхната софтуерна технология със сигурност е подобна на вашата • Използвайте вече съставения списък от ключови възможности • Помолете вашите външни партньори да оценят своя софтуер по този списък • Информирайте се за това как е протекъл техният процес на избор • Обобщете резултатите, като ги докладвате на вашия екип за избор, ръководството и всички потребители на софтуера
  49. 49. Изграждане на изборната стратегия • Обучавайте и въвличайте висшето ръководство • Периодично информирайте висшето ръководство. То ще се интересува от процеса на избора повече, отколкото от ключовите възможности на софтуера, който сте избрали. Опитайте се да получите неговото становище колкото се може по-рано. • Докладвайте на ръководството за резултатите от определянето на ключовите възможности, срещите с доставчиците и дейностите за оценка на софтуера от други компании. Предварително се уверете, че вашият екип за избор е способен да отговори на евентуалните въпроси. Така ръководителите ще бъдат сигурни, че всички мнения са изслушани.
  50. 50. Изграждане на изборната стратегия • Обобщете набора от изисквания и се убедете, че екипът ги одобрява • Поработете с многофункционалния екип за обобщаване на набора от изисквания • Помнете, че няма софтуер, който да изпълни всичките ви изисквания • Във ваш интерес е да изберете оптималната система за вашите нужди
  51. 51. Изграждане на изборната стратегия • Поканете доставчиците на софтуер да отговорят на вашите изисквания • Помолете доставчиците на софтуер да ви покажат как техният продукт отговаря на вашите изисквания, чрез подхода „стъпка по стъпка” • Изискайте им работно копие на продукта за вътрешно изпитание • Накарайте вашия екип за избор да добие практическа представа за продукта и всеки член на екипа да ви докладва за резултатите, използвайки утвърдената система за оценка
  52. 52. Изграждане на изборната стратегия • Вземете решението с консенсус • Няма софтуер, който ще удовлетвори изискванията на всеки от групата • Целта е да се избири софтуера с консенсус Консенсусно решение е това, което всеки е съгласен да подкрепи, без непременно да го счита за идеалното решение
  53. 53. Изграждане на изборната стратегия • Поддържайте връзки с вашия доставчик • След като веднъж сте избрали доставчик, поискайте да участвате в неговия потребителски консултативен съвет • Това ще ви даде шанс да комуникирате с другите потребители, а също така ще ви държи постоянно в течение на последните подобрения в софтуера на доставчика

×