Рачунално потпомогнути дизајн (ЦАД) подразумева стварање рачунарских модела дефинисаних геометријским параметрима. Ови модели се обично појављују на рачунарском монитору као тродимензионални приказ дела или система делова, који се лако могу променити променом релевантних параметара. ЦАД системи омогућавају дизајнерима да виде објекте у широком спектру приказа и да их тестирају симулирајући услове из стварног света.
Рачунарски подржана производња (ЦАМ) користи податке геометријског дизајна за контролу аутоматизованих машина. ЦАМ системи су повезани са рачунарским нумеричким управљањем (ЦНЦ) или системима директног нумеричког управљања (ДНЦ). Ови системи се разликују од старијих облика нумеричког управљања (НЦ) по томе што се геометријски подаци кодирају механички. Будући да и ЦАД и ЦАМ користе рачунарски засноване методе за кодирање геометријских података, могуће је да процеси дизајнирања и производње буду високо интегрисани. Рачунарски потпомогнути дизајн и производни системи обично се називају ЦАД / ЦАМ.
ПОРЕКЛО ЦАД / ЦАМ
ЦАД потиче из три одвојена извора, који такође служе за истицање основних операција које ЦАД системи пружају. Први извор ЦАД-а произашао је из покушаја аутоматизације процеса израде. Ови развоји били су пионири у истраживачким лабораторијама Генерал Моторс-а почетком 1960-их. Једна од важних предности рачунарског моделирања у уштеди времена у односу на традиционалне методе израде нацрта је та што се прве могу брзо исправити или манипулисати променом параметара модела. Други извор ЦАД-а био је у испитивању дизајна симулацијом. Коришћење рачунарског моделирања за испитивање производа пионир је високотехнолошких индустрија попут ваздухопловства и полупроводника. Трећи извор развоја ЦАД-а произашао је из напора да се олакша проток од процеса дизајнирања до производног процеса коришћењем технологија нумеричког управљања (НЦ), које су уживале широку употребу у многим апликацијама средином 1960-их. Управо је тај извор резултирао везом између ЦАД и ЦАМ. Један од најважнијих трендова у ЦАД / ЦАМ технологијама је све чвршћа интеграција између фаза пројектовања и производње производних процеса заснованих на ЦАД / ЦАМ.
Развој ЦАД-а и ЦАМ-а, а посебно веза између њих двоје превазишла је традиционалне НЦ недостатке у трошковима, једноставности употребе и брзини омогућавањем да се дизајн и израда дела предузму користећи исти систем кодирања геометријских података. Ова иновација је у великој мери скратила период између дизајнирања и производње и знатно проширила обим производних процеса за које се аутоматизоване машине могу економично користити. Једнако важно, ЦАД / ЦАМ је дизајнеру дао много директнију контролу над производним процесом, стварајући могућност потпуно интегрисаних процеса дизајнирања и производње.
Нагли раст употребе ЦАД / ЦАМ технологија након раних 1970-их омогућен је развојем масовно произведених силицијумских чипова и микропроцесора, што је резултирало приступачнијим рачунарима. Како су цене рачунара наставиле да опадају, а њихова процесорска снага се побољшавала, употреба ЦАД / ЦАМ се проширила од великих фирми користећи технике масовне масовне производње до фирми свих величина. Проширен је и опсег операција на које је примењен ЦАД / ЦАМ. Поред обликовања делова традиционалним процесима алатних машина као што су штанцање, бушење, глодање и брушење, ЦАД / ЦАМ су почеле да користе фирме које се баве производњом потрошачке електронике, електронских компонената, ливене пластике и мноштвом других производа . Рачунари се такође користе за контролу бројних производних процеса (попут хемијске обраде) који нису строго дефинисани као ЦАМ, јер се контролни подаци не заснивају на геометријским параметрима.
Коришћењем ЦАД-а могуће је симулирати у три димензије кретање дела кроз производни процес. Овим поступком могу се симулирати брзине уноса, углови и брзине алатних машина, положај стезних носача, као и опсег и друга ограничења која ограничавају рад машине. Континуирани развој симулације различитих производних процеса једно је од кључних средстава помоћу којих се ЦАД и ЦАМ системи све више интегришу. ЦАД / ЦАМ системи такође олакшавају комуникацију међу онима који су укључени у дизајн, производњу и друге процесе. Ово је од посебног значаја када једна фирма уговара другу за дизајн или производњу неке компоненте.
ПРЕДНОСТИ И МАНЕ
Моделирање помоћу ЦАД система нуди бројне предности у односу на традиционалне методе израде које користе лењире, квадрате и шестаре. На пример, дизајни се могу мењати без брисања и прекрајања. ЦАД системи такође нуде функције „зумирања“ аналогне објективу камере, при чему дизајнер може да увећа одређене елементе модела како би олакшао инспекцију. Рачунарски модели су обично тродимензионални и могу се ротирати на било којој оси, једнако као што се може ротирати стварни тродимензионални модел у руци, што омогућава дизајнеру да стекне потпунији осећај о предмету. ЦАД системи су такође способни за моделирање цртежа у изрезивању, у којима се открива унутрашњи облик дела, и илустрацију просторних односа између система делова.
Да бисте разумели ЦАД, корисно је разумети и шта ЦАД не може. ЦАД системи не могу да разумеју концепте из стварног света, као што су природа објекта који се пројектује или функција којој ће објекат служити. ЦАД системи функционишу по својој способности да кодификују геометријске концепте. Стога поступак дизајнирања помоћу ЦАД-а укључује пренос идеје дизајнера у формални геометријски модел. Напори за развијање „вештачке интелигенције“ засноване на рачунару још увек нису успели да продру даље од механичког - представљеног геометријским (заснован на правилима) моделовањем.
Истраживањем и развојем на пољу експертних система баве се осталим ограничењима ЦАД-а. Ово поље је изведено из истраживања спроведених у АИ. Један пример експертског система укључује укључивање информација о природи материјала - њиховој тежини, затезној чврстоћи, флексибилности и тако даље - у ЦАД софтвер. Укључујући ове и друге информације, ЦАД систем би тада могао да „зна“ шта стручни инжењер зна када тај инжењер креира дизајн. Систем би тада могао опонашати инжењерски мисаони образац и заправо 'створити' више дизајна. Експертски системи могу укључивати примену апстрактнијих принципа, као што су природа гравитације и трења, или функција и однос често коришћених делова, попут полуга или навртки и вијака. Експертски системи такође могу да промене начин на који се подаци чувају и преузимају у ЦАД / ЦАМ системима, замењујући хијерархијски систем оним који нуди већу флексибилност. Међутим, такви футуристички концепти у великој мери зависе од наших способности да анализирамо људске процесе одлучивања и да их преведемо у механичке еквиваленте ако је могуће.
Једно од кључних подручја развоја ЦАД технологија је симулација перформанси. Међу најчешћим типовима симулација су испитивање реакције на стрес и моделирање процеса којим се део може произвести или динамички односи између система делова. У тестовима напрезања, површине модела су приказане решетком или мрежицом, која се искривљује јер је део под симулираним физичким или топлотним напрезањем. Динамички тестови функционишу као допуна или замена за изградњу радних прототипова. Лакоћа с којом се могу променити спецификације дела олакшава развој оптималне динамичке ефикасности, како у погледу функционисања система делова, тако и у погледу израде било ког датог дела. Симулација се такође користи у електронској аутоматизацији дизајна, у којој симулирани проток струје кроз коло омогућава брзо тестирање различитих конфигурација компонената.
Процеси дизајнирања и производње су, у неком смислу, концептуално одвојиви. Ипак, поступак дизајнирања мора се одвијати са разумевањем природе производног процеса. Потребно је, на пример, да дизајнер зна својства материјала помоћу којих би се део могао градити, разне технике помоћу којих би се тај део могао обликовати и обим производње који је економски исплатив. Концептуално преклапање између дизајна и производње сугерише потенцијалне користи ЦАД-а и ЦАМ-а и разлог због којег се они заједно сматрају системом.
Новији технички развој суштински је утицао на корисност ЦАД / ЦАМ система. На пример, све већа процесорска снага личних рачунара им је дала одрживост као средство за примену ЦАД / ЦАМ. Још један важан тренд је ка успостављању јединственог ЦАД-ЦАМ стандарда, тако да се различити пакети података могу размењивати без одлагања производње и испоруке, непотребних ревизија дизајна и других проблема који и даље нарушавају неке ЦАД-ЦАМ иницијативе. Коначно, ЦАД-ЦАМ софтвер наставља да се развија у областима као што су визуелни приказ и интеграција апликација за моделирање и тестирање.
СЛУЧАЈ ЗА ЦАС И ЦАС / ЦАМ
Концептуално и функционално паралелни развој ЦАД / ЦАМ-а је ЦАС или ЦАСЕ, рачунарски подржан софтверски инжењеринг. Као што је СеарцхСМБ.цом дефинисао у свом чланку о „ЦАСЕ“, „ЦАСЕ“ ¦ је употреба рачунарски подржане методе за организовање и контролу развоја софтвера, посебно на великим, сложеним пројектима који укључују многе софтверске компоненте и људе. “ ЦАСЕ датира из 1970-их када су рачунарске компаније почеле да примењују концепте из искуства ЦАД / ЦАМ да би увеле више дисциплине у процес развоја софтвера.
Друга скраћеница инспирисана свеприсутним присуством ЦАД / ЦАМ у производном сектору је ЦАС / ЦАМ. Ова фраза означава софтвер за рачунарску продају / маркетинг уз помоћ рачунара. У случају ЦАСЕ, као и ЦАС / ЦАМ, срж таквих технологија је интеграција токова рада и примена доказаних правила на поновљени процес.
БИБЛИОГРАФИЈА
Амес, Бењамин Б. „Како ЦАД то чини једноставним.“ Вести о дизајну . 19. јуна 2000.
„ЦАД софтвер ради са симболима са ЦАДДетаилс.цом.“ Мрежа вести о производима . 11. јануара 2006.
'СЛУЧАЈ.' СеарцхСМБ.цом. Доступно на хттп://сеарцхсмб.тецхтаргет.цом/сДефинитион/0,сид44_гци213838,00.хтмл. Приступљено 27. јануара 2006.
Цхристман, Алан. 'Технолошки трендови у софтверу ЦАМ.' Модерна машинска радња . Децембра 2005. год.
Леондес, Цорнелиус, ед. „Компјутерски подржан дизајн, инжењеринг и производња.“ Вол. 5 од Дизајн производних система . ЦРЦ Пресс, 2001.
да ли Џони Матис има ћерку
'Шта мислите?' Машинство-ЦИМЕ . Новембар 2005.
