1. Теоретическое обоснование

.1 История Системы автоматизированного проектирования - САПР

В настоящее время на основе современных вычислительных комплексов и средств автоматизации созданы и находятся в промышленной эксплуатации системы автоматизированного проектирования, позволяющие в значительной степени освободить конструктора-проектировщика от однообразной, трудоемкой и утомительной умственной работы и повысить интеллектуальные возможности на этапах принятия решений.

По сравнению с историей развития вычислительной техники история развития автоматизированных систем очень коротка, не насчитывает и пятидесяти лет. Однако без этих систем компьютеры никогда бы не стали тем, чем являются сейчас - орудием труда миллионов специалистов, занятых проектированием в самых разных областях.

История развития САПР достаточно условно можно разбить на 3 этапа:

·70-е годы - были получены отдельные результаты, показавшие, что область проектирования в принципе поддается компьютеризации; в этот период основное внимание уделялось системам автоматизированного черчения. Многие программные продукты того времени назывались системами автоматизированного черчения - САЧ.

·80-е годы - характеризуются активным применением микрокомпьютеров и супер микрокомпьютеров, появлением массовых систем и базовых программных продуктов для них. Этот период характерен использованием различного ПО различными подразделениями одного предприятия (период основной автоматизации). Однако в эти же годы наряду с 2D черчением появились системы 3D моделирования. Теперь стала желательной возможность передавать данные с одного этапа на другой этап ЖЦ. Кроме того, появилось понятие твердотельное моделирование.

·90-е года - период "зрелости" - некоторые ошибки были исправлены (например, убраны барьеры несовместимости между системами). Сначала стали появляться - третье сторонние фирмы - разработчики ПО для конвертации данных из системы в систему. Потом крупные системы стали сами предоставлять возможность импорта и экспорта данных с другими распространенными системами.

Идея автоматизировать проектирование зародилась, почти одновременно с появлением первых коммерческих компьютеров - так уже в начале 60-х годов ее воплотила компания General Motors в виде первой интерактивной графической CAD - системы для подготовки производства. В 1971 г. создатель этой системы доктор Патрик Хэнретти (Patrick Hanratty) основал компанию Manufacturing and Consulting Services (MCS) и разработал методики, которые составили основу большинства современных САПР. Вскоре также появились и другие подобные системы. В то время все работали на мэйнфреймах и миникомпьютерах и стоили очень дорого - в среднем 90 тысяч долларов за одно рабочее место. И поэтому были доступны лишь крупным предприятиям.

Одновременно с CAD - системами стали появляться и первые CAM - пакеты, позволяющие частично автоматизировать процесс производства с помощью программ для станков с ЧПУ, и CAE - продукты, предназначенные для анализа сложных конструкций. Так в 1971 году компания MSC Software выпустила систему структурного анализа MSC Nastran, которая до сих пор занимает ведущее положение на рынке CAE - систем.

К середине 80-х годов 20 века САПР для машиностроения обрели форму, которая существует и сейчас (CAD - CAE - CAM). Но впереди их ждало много любопытных перемен. Появление микропроцессоров положило начало революционным преобразованиям в области аппаратного обеспечения - наступила эра персональных компьютеров (ПК). Но для трехмерного моделирования мощности первых ПК не хватало поэтому CAD - системы ограничивались двухмерными (плоскими) чертежами. В 80-е годы прошлого века поставщики «серьезных» средств автоматизации проектирования ориентировались на компьютеры на базе RISC процессоров, работавших под управлением ОС Unix. Были намного дешевле мэйнфреймов и минимашин. Параллельно снижалась стоимость самого программного обеспечения (ПО). Так к началу 90-х годов средняя цена рабочего места снизилась до 20 тысяч долларов. САПР становились доступнее. Но в массовый продукт превратились лишь тогда, когда компания Autodesk разработала знаменитый пакет AutoCAD стоимостью всего 1 тысячу долларов. В то время ПК были 16- разрядными, и их мощности хватало лишь для двумерных построений - черчения и создания эскизов. Однако это не помешало новинке иметь огромный успех у пользователей.

Наиболее бурное развитие САПР происходило в конце 90-х годов, когда компания Intel выпустила процессор Pentium, а Microsoft ОС Windows NT. Тогда на поле вышли новые игроки «средней весовой категории», которые заполнили нишу между дорогими «тяжелыми» продуктами, обладающими множеством функций, и «легкими» программами типа AutoCAD.

В настоящее время, развитие систем автоматического проектирования идет двумя путями - эволюционным и революционным. Революционный переворот произвели первые САПР для ПК и системы среднего класса. Сейчас рынок развивается эволюционно: расширяются функциональные возможности продуктов, повышается производительность, упрощается использование. Но, возможно, вскоре ждет очередная революция. Многие аналитики считают, что это произойдет, когда поставщики САПР начнут использовать для хранения инженерных данных (чертежей, трехмерных моделей, списков материалов и т.д.) не файловые структуры, а стандартные базы данных SQL - типа. В результате инженерная информация станет структурированной, и управлять ею будет гораздо проще, чем теперь.