Первые системы, автоматизирующие выполнение графических работ в машиностроении, появились в 60-70-х гг. XX века, когда были созданы средства для изображения линий, окружностей и кривых на экране монитора с помощью макрокоманд и интерфейсов прикладного программирования. В 1971 г. В компании General Motors была разработана интерактивная графическая система, ускоряющая подготовку производства, что послужило основой для разработки современных САПР.
В конце 70-х гг. стали появляться первые программы твердотельного моделирования. Использовались базовые геометрические объекты, такие как сферы, параллелепипеды, цилиндры и др., их комбинации и булевые операции, такие как вычитание цилиндра из параллелепипеда для создания отверстия. В 1977 г. в начались разработки трехмерной, интерактивной программы CATIA (Computer Aided Tree-Dimensional Interactive Application). Главным достижением использования третьего измерения стало - устранение возможных ошибок возникающих в двухмерном черчении.
Дальнейшее развитие САПР получило в 80-е гг XX в., когда широко стал использоваться персональный компьютер. В это время появились программы для станков с ЧПУ, позволяющие частично автоматизировать процесс производства и пакеты, предназначенные для инженерного анализа сложных конструкций.
В 1982 г. была основана компания Autodesk, которая занялась разработкой графических пакетов AutoCAD для персональных компьютеров, а в 1987 было продано 100 тыс копий этих пакетов. В те времена компьютеры были еще 16-разрядными, и их мощности хватало лишь для двумерных построений – черчения и создания эскизов.
К началу 90-х гг. средняя цена рабочего места САПР снизилась до 20 тыс. долларов, и САПР стали доступнее. В 1993 г. Было выпущено новое программное обеспечение САПР CATIA, позволяющее выполнять трехмерное проектирование изделий, создавать их фотореалистичное изображение, выполнять анализ деталей и сборок.
Первые САПР в СССР были созданы в 1986 г.- это был САПР «Каскад».В 1989 г. Была основана компания «АСКОН», которая выпустила САПР «Компас» для ПК на базе собственного ядра. В 1992 г. Фирма «Топ Системы» разработала программный пакет TopCAD, в последствии он был переименован в T-Flex CAD.
Конкуренция 90-х г. ХХ века способствовала совершенствованию программных продуктов, увеличению их функциональных возможностей и производительности, широкому внедрению средств коллективной работы над проектом конструкторов, технологов, экономистов и работников других служб. Были разработаны новые технологии, которые полностью изменили методологический подход к процессу проектирования. Основополагающей частью САПР стало использование объемных моделей в качестве основных параметров проектирования.
В последнее десятилетия в машиностроении стремятся использовать электронные, а не бумажные документы. Современные САПР не только обеспечивают проектирования изделия, его расчет, технологическую подготовку производства, но и имеют модули обеспечивающие движение документов между пользователями. В них включены базы данных и базы знаний.
На заводах и проектных организациях создают единое информационное пространство, в котором САПР взаимодействует с системами управления информационными потоками и системами управления предприятием. Широкое распространение Интернета способствовало развитию средств, обеспечивающих взаимодействие через него пользователей САПР, привело к созданию онлайновых библиотек типовых деталей. Трехмерные модели или чертежи загружаются с веб-узла непосредственно в графический редактор САПР через веб-браузер.
Машиностроение входит в число отраслей промышленности, наиболее подверженных процессу глобализации. Известные всему миру производители машин создают свои филиалы на разных континентах, в разных странах.
В условиях жесткой конкуренции заводы стремятся постоянно совершенствовать свою продукцию, чтобы снизить ее себестоимость и опередить конкурентов по качеству выпускаемых изделий. Применение САПР в машиностроении, как и в других отраслях промышленности, позволило уйти от бумажного проектирования, сократило сроки подготовки нового производства.
Современные САПР позволяют объединить задачи конструкторско-технологической подготовки и управления производством в рамках физически единой информационной платформы (базы данных). Они обеспечивают совместную работу над проектом большого количества специалистов, помогают инженерным и производственным компаниям быстро реагировать на конъюнктуру рынка товаров, сокращают сроки и снижают материальные затраты на подготовку производства нового изделия.
В машиностроении САПР применяют на всех стадиях подготовки производства к выпуску нового изделия, начиная от концептуального проектирования его внешнего вида, разработки конструкторской и технологической документации, в том числе управляющих программ для станков с ЧПУ, до оперативного планирования загрузки оборудования. САПР позволяют работать с наглядными трехмерными изображениями изделий и их отдельных деталей, производить инженерный анализ разрабатываемой конструкции и технологическую подготовку производства, обеспечивают управление движением конструкторско-технологической документации между отдельными сотрудниками и отдельными подразделениями.
Широкому внедрению САПР в машиностроении способствуют следующие факторы:
- поиск предприятием более качественных и более дешевых решений, связанных с проектированием и изготовлением нового изделия;
- необходимость сокращения сроков выполнения работ по подготовке нового производства;
- возросшие требования к качеству разрабатываемой документации;
- потребность предприятий и организаций во внедрении систем, обеспечивающих комплексную автоматизацию всех выполняемых работ.
Чем сложнее и технологичнее изделие, выпускаемое предприятием тем больше требуется затрат на комплексное внедрение САПР. Недостаточная оснащенность конструкторских, расчетных и технологических подразделений современными автоматизированными системами приводит к неполной проработке новых решений, к материальным и временным потерям на стадии проектирования и подготовки производства Одновременно повышаются объемы подгоночных и доводочных работ при выпуске нового изделия.
Т.о. применение САПР в машиностроительной отрасли позволяет существенно снизить затраты времени и средств на создание новых и модернизацию существующих моделей станков, узлов, агрегатов. В связи с этим возникает необходимость подготовки специалистов — пользователей САПР для предприятий отрасли.